在电子设计自动化（EDA）领域，系统仿真是一种至关重要的技术，它允许设计师在实际硬件制造之前验证和测试他们的设计。本章将详细讲解系统仿真的概念、VHDL源程序仿真的过程，以及如何生成仿真激励信号和创建VHDL测试基准。
11.1 仿真
仿真是一种在计算机上模拟真实电路行为的方法，它可以提供一个无硬件风险的环境来检查设计的功能正确性和性能。通过仿真，设计师可以捕捉潜在的逻辑错误、时序问题以及其他可能影响系统性能的因素。这不仅节省了时间和成本，还能在早期阶段发现问题，避免在物理实现后进行昂贵的修改。
11.2 VHDL源程序仿真
VHDL是一种硬件描述语言，用于描述数字系统的结构和行为。源程序仿真涉及将VHDL代码转化为逻辑模型，然后在仿真器中运行这个模型。这种仿真方式允许设计师观察和分析设计在不同输入条件下的响应。VHDL仿真包括编译、综合和仿真三个步骤，帮助验证设计的逻辑功能是否符合预期。
11.3 仿真激励信号的产生
激励信号是驱动仿真过程的关键因素，它们代表了系统实际操作时接收到的输入。有两种主要方法生成这些信号：
1. 第一种方法通常涉及到编写VHDL进程或函数，来产生特定的激励序列。这可能包括周期性信号、随机序列或者按照预定模式变化的信号。
2. 第二种方法可能是使用现成的测试向量库或第三方工具，提供预定义的测试序列。这种方法对于复杂设计尤其有用，因为它们可以覆盖大量可能的输入情况。
11.4 VHDL测试基准
测试基准是VHDL设计验证的重要组成部分，它提供了一组标准的输入条件和预期的输出结果，用于评估设计的正确性。测试基准可能包含多个测试用例，每个用例都有一组输入信号和对应的期望输出。在仿真过程中，实际设计的输出与测试基准的预期输出进行比较，任何差异都表示可能存在设计错误。
11.5 VHDL系统级仿真
系统级仿真关注的是整个系统的行为，而不仅仅是单独的逻辑组件。在这一阶段，VHDL设计不仅包括门级模型，还可能包含其他高级抽象，如处理器模型、总线协议模型等。系统级仿真允许设计师评估设计在真实系统环境中的表现，考虑交互效应和系统级别的时序问题。这一步对于确保系统在多组件交互下的正确性和性能至关重要。
EDA中的系统仿真是一个多层次、全面的过程，从源代码验证到系统行为分析，都是为了确保设计在实际应用中的可靠性和效率。VHDL作为强大的硬件描述语言，为这个过程提供了强大的支持，使得设计师能够高效地验证和优化他们的设计。
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