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ModellbildungundSimulation
1.1 Entwurf digitaler Schaltungen
Die heutigen digitalen Schaltkreise, Baugruppen und Systeme bestehen aus
Millionen von logischen Bausteinen. Kein Mensch ist mehr in der Lage, diese
Bausteine auch nur zu zählen. Wie werden so große Schaltungen erfolgreich
entworfen? Diese Frage hat zu einer starken Annäherung des digitalen Schal-
tungsentwurfs an die Methoden und Techniken der Software-Entwicklung ge-
führt.
1.1.1 Der Umgang mit großen Schaltungen
Die Prinzipien, auf denen der Entwurf, die Beschreibung und der Test von
großen Schaltungen basieren, lauten
• rechnergestützt, hierarchisch, parametrisiert,
• Synthese und Simulation.
Hierarchie digitaler Systeme
Digitale Geräte bestehen aus Baugruppen, Baugruppen aus Schaltkreisen und
anderen Bauelementen, Schaltkreise aus Funktionsblöcken etc. (Abb. 1.1). Ei-
ne hierarchische Beschreibung verweist auf jeder Hierarchieebene auf die ver-
wendeten Bauteiltypen und beschreibt, wie Instanzen von diesen zum überge-
ordneten System zusammengesetzt werden. Die Bauteiltypen werden oft als
fertige Produkte oder Entwurfsbeschreibungen übernommen und idealerweise
mehrfach genutzt.
Der manuelle Arbeitsaufwand wird von der Typenvielfalt und weniger von
der Systemgröße bestimmt. Der Entwickler muss sich mit dem Anschlussver-
halten der Bausteine auf der betrachteten Hierarchieebene, aber nicht mit de-
ren interner Realisierung befassen. Die Auflösung der Hierarchie in eine flache
Beschreibung aus Tausenden oder Millionen von Gattern oder Transistoren
