什么是软件CPU

cjaizss

原帖由 fineamy 于 2009-1-2 13:25 发表
人们无法一时仿出所有关心的特性。难度问题。
于是分了很多来仿真验证不同的关注点。
比如分了行为仿，功能仿，FPGA仿等等，后面还有什么逻辑等效性。
还有很多比如工艺提供方，制造商等等一堆人所做的

因为像每个clock都去算像CPU这么复杂的一个有限状态机的状态、输出是一个很郁闷的事情，会看上去非常非常慢。
其实时序仿真一般不是对整个VLSI的，而是对于某个比较小的模块。
各级仿真的基本出发点永远都只有两个，一个是接口，这是功能性的体现；一个是模拟具体的硬件状态机，这是时序性的体现。

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beepbug

1）“软件和硬件不在同一个时空内”
不懂。
2）“对模拟设备，绝对可以完全逼近。在你的精度要求下，几乎可以认为完全模拟。
这是原理上的。数字可以模拟模拟。这个数学上有一整套完整的理论垫基。”
据我所知，至今为止，还没有“数学上有一整套完整的理论垫基”。对任何一类模拟电路，都需有特定的数字电路去逼近它。而且，对同类模拟电路的不同应用，往往有不同的数字电路去仿真它。你说的可能是某特定的模拟电路吧？
3）“比如我仿真它是拿来运行的,而不是为了测试性能的,那就是一个完全实打实的功能仿真”
好，我举一个实打实的例子。我编一段用软件实现定时的代码，用软件CPU来运行会怎么样？这只是最简单的例子。

cjaizss

.........时序仿真，我都说到了这个词了。我应该知道这是数字电路，而非模拟电路了..........
功能仿真，时间的精度不可能非常高。软件CPU去运行软件实现定时的代码，定时可能没有那么精确。

fineamy

1）“软件和硬件不在同一个时空内”
类似cjaizss的说法，就是硬件CPU的一个CYCLE可能要花软件很长时间去模拟。所以他们的时间尺度是不同的。

2）“对模拟设备，绝对可以完全逼近。在你的精度要求下，几乎可以认为完全模拟。
这是原理上的。数字可以模拟模拟。这个数学上有一整套完整的理论垫基。”
据我所知，至今为止，还没有“数学上有一整套完整的理论垫基”。对任何一类模拟电路，都需有特定的数字电路去逼近它。而且，对同类模拟电路的不同应用，往往有不同的数字电路去仿真它。你说的可能是某特定的模拟电路吧？
任何模拟电路理论上都可以。只存在复杂度的问题，当然模拟不管怎样都是模拟不能代替真实。
而且也要看你如何看待一个东西，观点不同，就会有不同的模拟。
不管怎么抽象，最后都归结到方程组了。只要你这个方程组能用数字计算机近似或完全解出来（这就是说的精度问题），这个系统就是可以用数字模拟的。（解的时间就是复杂性问题了）。
3）“比如我仿真它是拿来运行的,而不是为了测试性能的,那就是一个完全实打实的功能仿真”
好，我举一个实打实的例子。我编一段用软件实现定时的代码，用软件CPU来运行会怎么样？这只是最简单的例子。
我觉得这里没有问题，完全可以做到完全仿真，如果你不苛求他们的时间尺度，可以仿真任何细节。

fineamy

功能仿真，时间的精度不可能非常高。软件CPU去运行软件实现定时的代码，定时可能没有那么精确。

常见到的单片机或类似CPU的仿真器没有关注这点，但不代表它不能仿这个。说来说去还是在带CYCLE与不带CYCLE的问题。
如果换个方式，比如有这个单片机的RTL代码，放在modelsim里去仿，载入软定时代码，就可以做到。

[ 本帖最后由 fineamy 于 2009-1-2 19:28 编辑 ]

cjaizss

以下是一个说明，不能算是证明。
时序电路是有限状态机，状态的改变和输出的改变有且只依赖于输入的改变，当然，这里，时钟在这里也是输入，对于有限状态机的数学模型来说，时钟输入信号和别的输入信号一样，没有优势可言。现实中不存在图灵机、线性有界机、下推自动机，只存在有限状态机。对形式系统的编程本质上是改变形式系统的输入。用状态跳转表来表示状态机，当外部输入发生改变的时候，则可以编程根据状态跳转表来计算状态转移，并根据状态和输入来决定新的输出。于是，在不考虑效率和编程资源的情况下，对有限状态机的完全的时序仿真是可以做到的。现实中，可能会有比如组合电路的延迟、亚稳态、电磁干扰等因素的影响，这另当别论。

[ 本帖最后由 cjaizss 于 2009-1-2 20:34 编辑 ]

cjaizss

原帖由 fineamy 于 2009-1-2 19:25 发表

常见到的单片机或类似CPU的仿真器没有关注这点，但不代表它不能仿这个。说来说去还是在带CYCLE与不带CYCLE的问题。
如果换个方式，比如有这个单片机的RTL代码，放在modelsim里去仿，载入软定时代码，就可以做到。

纯的功能仿真，（不考虑其时序），考虑到宿主机的硬件、操作系统等方面的限制，有可能会不是很精确。

fineamy

既然是功能仿，却在考察定时这样的时序特性，当然不行了。
所以要考量它的时序特性，比如要仿定时，还得选择带有时序仿的软件CPU.

[ 本帖最后由 fineamy 于 2009-1-2 19:57 编辑 ]

cjaizss

原帖由 fineamy 于 2009-1-2 19:54 发表
既然是功能仿，却在考察定时这样的时序特性，当然不行了。
所以要考量它的时序特性，比如要仿定时，还得选择带有时序仿的软件CPU.

即便是带时序仿真的,本质上也依然是给出多少个clock,并不是给出多少时间.