VirtualAGC项目中的Verilog仿真系统升级与优化实践

背景与挑战

VirtualAGC项目作为某型制导计算机(AGC)的仿真实现，其电子电路的Verilog仿真功能在KiCad从版本5升级到版本6后遭遇兼容性问题。核心问题在于新版KiCad的电路图文件格式变更导致原有仿真流程失效，需要系统性重构仿真工具链。

关键技术突破

多版本KiCad格式解析

开发团队创新性地实现了双版本兼容的电路图解析方案：

1. 创建Python模块readSchematicFile.py实现自动版本检测
2. 针对KiCad v6+采用TatSu模块构建BNF语法解析器
3. 保留对v5及以下版本的向后兼容支持

初始化算法优化

原dumbInitialization.py脚本存在收敛性问题，改进方案包括：

• 开发替代脚本dumbInitialization0.py采用新算法
• 对AGC逻辑模块实现稳定收敛
• 引入"建议值"机制处理关键网络约束

跨平台仿真工具链

构建统一的仿真工作流：

• Linux/MacOS端：simulateModuleII和simulateAGC脚本
• Windows端：通过转换工具生成批处理文件
• 集成iverilog和gtkwave实现完整仿真可视化

工程实践难点

全系统仿真挑战

在完整AGC仿真中遇到的主要技术障碍：

1. 存储器并发访问冲突
2. 系统启动状态机异常
3. 大规模网络初始化组合爆炸

解决方案采用分级仿真策略：

• 模块级验证优先（如SCALER A1）
• 分阶段放宽网络约束
• 增量式系统集成

跨平台适配

Windows环境下的特殊处理：

1. 使用bash-to-batch转换工具处理脚本差异
2. 重定向和循环结构的特殊转换
3. Windows 11环境验证

实施效果

经过系统改造后：

• 成功支持KiCad v6格式的2003200和2003993模型仿真
• 模块级仿真收敛时间缩短80%以上
• 实现Linux/MacOS/Windows三平台兼容

经验总结

电子设计自动化工具的版本升级往往带来深层兼容性问题，本项目实践表明：

1. 语法解析器需要保持向前兼容设计
2. 大规模数字电路仿真宜采用分层验证策略
3. 跨平台工具链需考虑各系统特性差异
4. 约束处理算法需要平衡精确性与实用性

该解决方案不仅恢复了VirtualAGC的仿真能力，更为历史电子系统的数字化保存提供了可借鉴的技术路径。