4、VHDL 模型的规范性和形式化验证

VHDL 模型的规范性和形式化验证

1. 引言

VHDL（VHSIC硬件描述语言）作为一种标准化的硬件描述语言，在电子设计自动化领域扮演着至关重要的角色。为了确保 VHDL 描述的正确性和一致性，必须对其进行严格的规范性和形式化验证。这不仅有助于提高设计的可靠性，还能加速开发过程并减少错误。

本文将详细介绍如何通过定义一系列公理和规则来验证 VHDL 模型的静态和动态语义，确保其描述的规范性和一致性。重点会放在信号、变量、端口层次结构、数据类型、表达式、函数调用、顺序语句和并发语句的定义和验证上。

2. 信号

在 VHDL 中，信号用于表示持有时延的值，这些值可以在仿真过程中发生变化。信号的定义包括以下几个关键属性：

• 名称 ：信号的唯一标识符。
• 初始值 ：信号在仿真开始时的默认值。
• 数据类型 ：信号所持有的数据类型。
• 信号种类 ：信号的类别，如寄存器、总线等。
• 断开延迟 ：信号断开时的延迟时间。

信号的静态模型表示为：

classDiagram
    class Signal {
        name String
        res_fn Function
        data_type DataType