11、离散事件语言：SpecC、SystemC与VHDL的深入解析

离散事件语言：SpecC、SystemC与VHDL的深入解析

在硬件设计与建模领域，离散事件语言发挥着至关重要的作用。它们能够精确地描述硬件系统的行为和结构，为硬件设计和验证提供了强大的工具。本文将深入探讨几种重要的离散事件语言，包括SpecC、SystemC和VHDL，介绍它们的特点、应用场景以及关键技术细节。

1. SpecC语言概述

SpecC语言基于C和C++语法，其通信模型通常采用消息传递，并且启发了SystemC 2.0的通信模型。选择基于C和C++语法的原因在于，如今越来越多的功能倾向于用软件实现，而C语言在这方面应用广泛。例如，嵌入式系统常实现MPEG 1/2/4等标准，或者手机标准（如GSM、UMTS或LTE）的解码器，这些标准通常以“参考实现”的形式存在，由C程序构成，虽未针对速度进行优化，但能提供所需功能。

基于特殊硬件描述语言（如VHDL或Verilog）的设计方法存在一些缺点。为了生成系统，这些标准必须被重写；同时，硬件和软件的联合仿真需要连接硬件和软件模拟器，这通常会导致仿真效率降低和用户界面不一致，而且设计师需要学习多种语言。因此，人们一直在寻找用软件语言表示硬件结构的技术。在使用软件语言对硬件进行建模之前，必须解决以下几个基本问题：
- 并发建模 ：需要在软件中对硬件中的并发进行建模。
- 模拟时间表示 ：要有模拟时间的表示方法。
- 多值逻辑支持 ：必须支持前面所述的多值逻辑。
- 确定性仿真 ：几乎所有有用的硬件电路都应能进行确定性仿真。