Saber-MAST-要点归纳(1).doc

1.　Sabeｒ MAＳT模型分类 MAST可以描述以下三类系统，每一类系统的模型写法各不相同　(1）连续模拟系统（cｏnｔinｕｏｕｓ aｎalog　systems)　在仿真连续模拟系统时仿真器按照仿真时刻反复求解一系列代表仿真模型的微分方程此类系统的每一个节点(node）都包括两个系统变量(ｓｙstem ｖaｒiaｂle），一个ａｃrｏss量和一个throｕgh量，通常每个量都与一个单位（unit）关联，在cosmos　ｓcｏｐe中显示波形时可以显示相应单位以电气模型为例，每一个节点都包括一个aｃrｏss量(电压）和一个tｈoｕgh量(电流）,单位分别是V和A　连续模拟系统还包括液压系统和磁路系统 （2）事件驱动系统（event dｒｉven syｓtems） 此类系统的典型代表是数字逻辑系统，仿真器只有在事件发生时(如输入量发生变化）才计算并更新各个输出此类系统的节点只包含一个无单位量 （3）数据流系统(daｔa ｆｌｏｗ systｅms） 此类模型的典型代表是控制系统，和连续模拟系统类似,可以按照时域或频域仿真,但是严格区分输入量和输出量,节点只包含一个无单位量 ２. ＭAST 基本概念 ２．1　MASＴ teｍplaｔe基本形式 MAST　templａte　是用MAＳT语言描述一个仿真模型的基本单位。

MASＴ ｔｅｍｐlate是按照特定的语法编写的纯文本文件，后缀是.sin ＭAST ｔemplate的基本格式包括以下几个部分: （1） ｔemｐlatｅ ｈeader –　声明teｍplatｅ的名称（reｆerenｃe），管脚（ｐin）和参数(ａｒｇumeｎt）　基本形式如下： ｔemplate TEMPLAＴＥ_NAME PIN1 [ＰIＮ2 PIN3…]　= ARG1， ［ＡRG2， ARG3 …] PIN_DECLＡＲATIＯN ARG_DECLARATION 容易看出temｐlaｔe headeｒ由关键字ｔemｐlate开始，后面紧跟tempｌaｔe的名称，再接下来是管脚（ｐin）的名称，然后是一个等号（=)，接下来是参数名、 值得注意的是等号左边的各个名称不需要用逗号（，）分隔，而等号右边必须用逗号分隔各个参数.　（2） templatｅ headｅr dｅｃｌａraｔiｏn – 对pin和argｕment类型的进行声明 MAST的所有变量在使用前都必须声明其类型第一行的模板参数声明以后是管脚的类型声明和参数类型声明.形式如下： PIＮ_TＹＰＥ PIN_NAMＥ AＲG＿TYＰＥ ARG_NAＭE 管脚（ｐin)的类型根据ｔempｌａte的类型可以定义为ｅｌecｔricａｌ（电气模型)、input／output（控制系统模型）和state(数字系统模型）等。

参数（aｒgｕment）类型通常为无单位简单量numbｅr. 例2-１　理想电流源 ｔemｐlａtｅ isｏurce p m = iｓ eleｃtriｃal p，m numｂeｒ ｉs　{ equaｔions ｛ i(p-＞ｍ） ＋=　is ｝ ｝ 对于参数较多较复杂的模型可以将参数分类，再将同一类的参数定义为一个结构(ｓtｒuct) (3） temｐｌaｔe body　– 对模型的行为进行描述 结构化（sｔructurｅd)的模型包含本地变量声明(ｌocａl vaｒiａble ｄecｌaration)和若干个段（ｓecｔion），各个段分别完成不同的任务　最重要的段是equations section,tｅmplaｔe在此段中对系统变量（ｓｙstem　vａriable)赋值对于电气模型,需要赋值变量是节点电流;对于控制系统,是输出量 电气模型见例２－1 在连续模拟系统中ｅquatiｏｎｓ ｓection的任务在于给出用于求解通过模型管脚节点的ｔhrouｇh量的表达式,对于电气模型而言，即给出节点电流的表达式仿真器利用给出的节点电流的表达式代入每个节点的ＫCＬ方程,从而最终求出节点电压,节点电压即系统变量.对于电压源和电感则情况有所区别，此类模型的系统变量是电流而不是电压.　例2-1中i（p—>m)表示从节点p到节点m的电流。

由于电路网络中可能有多个模型并联在相同节点,每个模型对节点电流的作用应该是使其增加相应值，所以对其赋值应该用+= 例2-２　控制系统的加法器　temｐｌaｔe addeｒ in１ in2　out = ｋ inpｕｔ ｉｎ１ ｉn2 oｕtｐｕt out number k {　ｅｑuations｛ oｕｔ　＝　(ｉｎ1+in2)*ｋ } } 对于事件驱动型的数字系统，tempｌate body中描述输入输出关系的段不是eｑuaｔｉｏｎs　secｔioｎ,而是whｅn语句(ｗhen staｔｅment） 例2—3　逻辑与门 ｔemplatｅ and ｉn1 in2　out = td ｓｔate loｇｉc_4 iｎ1 iｎ2　out number　ｔｄ=0 {　sｔatｅ ｌoｇic_4 out＿state whｅn　(evenｔ_on(iｎ１） ｜ event_oｎ（ｉｎ2)） ｛ if （(ｉｎ1==l4＿1)　&　（in２=＝ｌ4＿1)） ｛ ouｔ_stａtｅ = l4_1 ｝　eｌｓｅ ｏut＿ｓtate = ｌ4_０　if（driven（ｏut)~=oｕｔ_state) ｛ schｅdｕｌｅ＿ｅvent（time＋td， out， ｏut＿state）　} ｝ ｝ 其中ｔeｍpｌaｔe的管脚类型为state，数据类型是loｇic_４。

wheｎ statemｅnt的语法为 when(CONDITＩON){　……. ｝ 其中CＯＮDIＴIＯＮ通常用带有特定参数的eｖent_ｏｎ(）函数特定信号发生变化的事件,即当作为event_on（)的参数的信号发生变化时CONDIＴＩON为真，执行whｅn后面的语句　对数字管脚信号的幅值必须使用sｃｈｅdule＿event()语句，这样才能将事件加入仿真器的事件队列,从而是输出信号改变以后触发下一级的模块sｃhedule_eｖent的参数如下： sｃheduｌｅ_eｖenｔ（TIMＥ， ＳTATE_NAＭE, VALＵE） 表示在指定时刻令指定名称的ｓｔate变量变为给定的值ｔime是仿真器提供的系统变量,表示当前仿真时刻 在例2—3中参数ｔｄ反映输出信号发生变化所需的延迟时间.中间变量oｕt_state用于与当前输出管脚状态比较，从而在输入发生变化后仅当输出也发生改变才触发事件 对本地局部变量的复制赋值直接用等号(=）２ MAST temｐlａｔｅ变量声明 在一个template中除了作为模型节点的ｐiｎ变量和设置参数ａrguｍｅnt变量以外，通常还必须在tｅmplａｔｅ body中声明若干本地变量。

通常可以分为无单位局部变量、var／rｅf变量以及vａl变量. （1）无单位局部变量　– 不与单位关联，不具有实际物理意义,仅在模型内部有效 无单位量通常用作输入参数的中间变量，只可在paramｅｔer secｔion中赋值通常声明为简单标量（ｓｃａｌar）类型nuｍber.　除了nuｍber、ｅnｕm等标量类型，局部变量还可以声明为复合（comｐｏsite）类型,如结构（struct）、数组（arｒaｙ)等 例2—４ 可变电阻　ｔemplatｅ var_r p m = ｒ_max, ratio eleｃtｒicaｌ p，　m nuｍber　r_mａｘ，　ｒatｉo {　ｎumber r ｐarａｍeｔers{　if（ratｉo 〉 10　| ratｉo　＜= ０）{ ｅrrｏr(“% , raｔio is not of tｈｅ cｏrｒect　ｖalue.”， instaｎｃe（）)　｝ eｌse　r =　r_mａx *rａｔio； }　ｅｑuａtions{ i（p－＞m） ＝ (ｖ（p）—v（m） ）/　r　｝ } (2）var和rｅｆ变量　– 在tｅmplatｅ中声明的系统变量,在系统范围内有效 vａｒ变量通常作为eｑuaｔiｏｎ sｅction中的系统中间变量,用于作为through量(例如电流）不能直接由关系式表达的情况。

var变量仅能在eqationｓ section中赋值. 考虑理想电压源的情况,流过电压源的电流由外电路决定,而与模型内部无关，电流无法用内部表达式给出,所以必须引入var变量vaｒ变量的声明格式如下： var UＮＩT VＡR_NAME 例２-5 理想电压源 teｍplaｔｅ vsoｕrｃe p m　=　vs eｌｅcｔriｃａl p, ｍ numbｅｒ　vｓ ｛ var i　ivｓ eqｕａtions　｛　i（p—〉ｍ） += ivｓ　iｖｓ: v（p) －　v（m）　= ｖs ｝　｝ 本例中ivs是vaｒ变量，单位是i,表示从节点p流向节点m的电流.ivs: v（p)　- ｖ（m) = vs表示ivs的值由随后的关系式确定仅从此式中无法确定iｖs,所以仿真器在保证此式成立的情况下根据总体电路来确定ivs 例　2－6 线性电感 ｔemplatｅ induｃｔｏr p m = ind ｅleｃｔrｉcal ｐ， m　numbｅｒ iｎd { var i　il equatiｏｎs { i(p－＞m）　+＝ iｌ il: v(p） - v（m) = d＿ｂy_ｄt(ｉnd＊ｉl)　｝ } 本例中iｌ表示电感电流，d_by_ｄｔ表示对时间求导数。

由于ＭＡST的表达式不支持积分运算，因此电感电流与电压的关系必须表示为电压是电流的对时间的导数，所以无法显式给出电流的表达式,故将电流声明为ｖａｒ变量 参看例2－1理想电流源　对于数字系统,与var变量类似的是sｔaｔｅ变量 ref变量也是系统变量，在系统范围有效，但是在一个templatｅ内部声明的reｆ变量表示在另一个tｅmplａte中声明的vaｒ变量 例2－7电流控制电压源　tempｌaｔe ｃvt ｃi p ｍ　=　k ｒef i ｃi elｅcｔricaｌ ｐ, ｍ numｂer k { var ｉ　i eｑｕａｔｉons ｛　ｉ（p－>m） +=　i i： v(p）－ｖ（m） +=　k*ci ｝ } (3）val变量 – 本地有单位变量,仅在模型内部有效 val变量通常用作计算模型内部参数的中间变量,仅可在vａｌues ｓeｃtion赋值.运行时仿真器将valｕe sectｉon和equａｔion　sｅcｔｉoｎ合并同时vａl变量在仿真结束后可以用exact命令提取到ｃｏsmos sｃope中观察.　例 ２-8 线性电阻 templａte ｒeｓ p m =　ｒ eleｃｔrｉcａl p， ｍ　number p { val　p　poweｒ　vａｌ i　ｉ ｖaｌ v v　valueｓ｛ v　= ｖ(p，m) i ＝ v　/ r ｐ　＝ v*ｉ ｝　eｑuatioｎs｛　ｉ(p->m) +=　ｉ　}　} 本例中i、v和p都可以用exact命令提取并观察. ２.3 MAＳT与Ｃ语言比较 ＭAST大部分语法形式与C语言相近,但也有很多区别如下： (1)每一行代码用回车换行,而不用分号。