Simulation is a very important phase in digital system design. Today VHDL widens its area in the design field and a lot of VHDL simulator is emerging. Most of commercial simulation tools use the compilation technique for high speed simulation. Because those tools generates machine codes directly to obtain the highest performance, they are highly dependent of operating systems. In this thesis work, a VHDL simulation system called VS using the compilation technique was implemented in the UNIX environment. Since this system generates standard C programs, it can be ported to other operating systems with ease.
From the testing through simulation of two circuits in VHDL -- one in structural level and the other in behavioral level -- it is proved that the simulator works correctly. This work has focused heavily on the correct functionality of the implemented simulator so that the the optimization for speed up has not yet been fully considered. Nevertheless the simulation speed of VS is 7 to 8 times faster than that of Quicksim -- the VHDL simulator of the Mentor Co. -- on the behavioral level benchmark. For the structural level benchmark the performance is poor-about 10 times slower than Quicksim.
시뮬레이션은 디지탈 시스템의 설계에서 매우 중요한 역할을 한다. 최근에 VHDL은 설계 분야에서 그 입지를 넓혀가고 있으며 동시에 여러 종류의 VHDL 시뮬레이터가 CAD 시장에 나오고 있다. 최근에 나오는 상용 시뮬레이션 툴들의 대부분은 컴파일 방식을 이용하여 시뮬레이션 속도를 높이고 있다. 그리고 많은 툴들은 기계어코드를 직접 생성하는 방식을 사용함으로써 시뮬레이션 속도를 가능한한 높이고 있다.
본 연구에서는 VS라 불리는 VHDL 시뮬레이션 시스템을 구현하였다. 이 시뮬레이터는 UNIX 상에서 구현되었으며 컴파일 방식을 사용하였다. 기존의 상용 툴들과는 달리 C 프로그램을 생성하는 방식을 채택함으로써 다른 운영 체제로 쉽게 이식할 수 있는 장점을 가지고 있다.
시스템의 검증을 위해 두가지의 벤치마크를 사용하였다. 하나는 행동 단계(behavioral level)로 기술된 회로이면 다른 하나는 구조 단계(structural level)로 기술된 회로이다. 벤치 마크를 이용한 수행 결과 시스템의 기능성이 검증되었다. 본 연구에서는 시스템의 기능성에 촛점을 맞추었기 때문에 시뮬레이션 속도의 높이기 위한 최적화는 하지 않았다. 그럼에도 불구하고 행동 단계 기술 회로를 시뮬레이션한 결과, 멘토(Mentor)사의 Quicksim 보다 약 7-8 배 빠른 시뮬레이션 속도를 보였다. 결과적으로 빠른 시뮬레이션 속도를 가지고 다른 운영 체제로 쉽게 이식할 수 있는 VHDL 시뮬레이션 시스템이 구현되었다.
