VHDL到MSVL的轉(zhuǎn)換系統(tǒng).pdf

1、超高速集成電路硬件描述語言（Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language，VHDL）是一種用于電路設計的高級計算機語言，用軟件編程的方式來描述電子系統(tǒng)的邏輯功能，電路結(jié)構(gòu)和連接形式。VHDL雖然已逐漸被Verilog替代，但是由于VHDL具有很強的移植性，豐富的表達能力，上市時間快和不依賴于器件等優(yōu)點，其應用領域依然很廣泛。由于軟件規(guī)模在不斷擴大，而且V

2、HDL這種硬件語言經(jīng)常被用于軍工，航天等重大領域，其安全性，正確性的驗證就變得非常有必要。
　　建模，仿真和驗證語言（Modeling,Simulation and Verification Language,MSVL）是一種用于建模、仿真、驗證程序的區(qū)間時序邏輯設計語言。為了確保發(fā)現(xiàn)VHDL程序中的邏輯錯誤，BUG和其他隱患，開發(fā)了VHDL到MSVL的翻譯系統(tǒng)，這樣獲得的 MSVL文件在邏輯和語義上是與原VHDL文件等價的，通過

3、對獲得的MSVL程序進行仿真和驗證，就能間接的確保源VHDL程序的正確性。
　　本文對語言翻譯的方法進行了研究，主要由以下幾部分：
　　1.對編譯原理進行了研究。根據(jù)需要，研究了編譯原理中的不確定有限自動機（Nondeterministic Finite Automata,NFA）,確定有限自動機（Deterministic Finite Automaton，DFA）,自下而上分析方法，移進規(guī)約分析，詞法分析器和語法分析器等

4、編譯技術，VHDL到MSVL的翻譯系統(tǒng)就是建立在這些基礎上，并通過翻譯規(guī)則的定制，來達到編程語言翻譯的目的。
　　2.對詞法生成器和語法生成器進行了研究。詞法分析器和語法分析器是翻譯系統(tǒng)中的重要部分，也是翻譯的基礎。其中詞法分析器可借助詞法生成器Lex來構(gòu)造。在生成前，需要用戶編寫相應的正則表達式和用戶執(zhí)行代碼，這些表達式用來識別源程序中的單詞，當表達式匹配后，用戶代碼就執(zhí)行相應動作。語法分析器可借助語法生成器Bison來生成，其

5、主要工作包括產(chǎn)生式和用戶代碼編寫，形式類似詞法分析器的編寫。
　　3.對VHDL和MSVL的語法結(jié)構(gòu)進行了研究，并開發(fā)了VHDL到MSVL的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。本系統(tǒng)通過詞法分析，語法分析，對VHDL程序進行編譯前期處理，在語法分析階段，對產(chǎn)生式中遇到的各信息進行存儲，形成語法樹，符號表，子程序集合，實體集合，包集合等結(jié)構(gòu)，語法分析結(jié)束后，將得到的語法樹根節(jié)點派送給翻譯程序，翻譯程序會按照以下順序進行翻譯：首先翻譯包集合中的內(nèi)容；然后翻譯所

6、有的子程序；再翻譯所有非頂層實體；最后翻譯頂層實體并將翻譯結(jié)果寫入輸出文件。在整個翻譯的過程中，如果遇到錯誤或異常，程序輸出可能的錯誤信息，然后程序直接退出。
　　4.對VHDL的實例運行進行了研究。本文選用了具有代表性的通用異步收發(fā)傳輸器（Universal Asynchronous Reciver/Transmitter,UART）作為例子，該程序是做為LOEN3處理器系統(tǒng)的一個外接設備，該程序主要負責信號的發(fā)送和接收，在第四