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第二讲 VHDL语言程序基础
第4章 VHDL语言要素
第5章 VHDL程序结构
第6章 VHDL语句类型
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一、什么是VHDL?
P56
Very-High-Speed Integrated Circuit
Hardware
Description
Language
全称——非常高速集成电路硬件描述语言
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二、VHDL发展历史
VHDL诞生于1982年。1987年底, VHDL被IEEE和美国国防部确认为标准硬件描述语言。自IEEE公布了VHDL的标准版本(IEEE-1076)之后,各EDA公司相继推出了自己的VHDL设计环境,或宣布自己的设计工具可以和VHDL接口。此后VHDL在电子设计领域得到了广泛的接受,并逐步取代了原有的非标准硬件描述语言。1993年,IEEE对VHDL进行了修订,从更高的抽象层次和系统描述能力上扩展VHDL的内容,公布了新版本的VHDL,即IEEE标准的1076-1993版本。现在,VHDL和Verilog作为IEEE的工业标准硬件描述语言,又得到众多EDA公司的支持,在电子工程领域,已成为事实上的通用硬件描述语言。有专家认为,在新的世纪中,VHDL与Verilog语言将承担起几乎全部的数字系统设计任务。
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三、VHDL的特点
VHDL具有强大的语言结构,系统硬件描述能力强、设计效率高;具有较高的抽象描述能力。
VHDL语言可读性强,易于修改和发现错误。
VHDL具有丰富的仿真语句和库函数,可对VHDL源代码进行早期功能仿真,有利于大系统的设计与验证。
VHDL设计与硬件电路关系不大。
移植性好
VHDL体系符合TOP-DOWN和并行工程设计思想。
易于ASIC实现
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四、VHDL与其它HDL语言比较
行为级
RTL级
门电路级
RTL: Register Translate Level
具有较强的系统级抽象描述能力,适合行为级和RTL级的描述。设计者可不必了解详细的硬件电路,所作工作较少,效率高。但对综合器的要求高,不易控制底层电路的生成。IEEE标准,支持广泛。
VHDL
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系统级抽象描述能力比VHDL稍差;门级开关电路描述方面比 VHDL 强。适合 RTL级和门电路级的描述。IEEE标准,支持广泛。国外电子专业很多会在本科阶段教授VHDL,在研究生阶段教授Verilog。
Verilog HDL
ABEL、PALASM、AHDL(Altera HDL):系统级抽象描述能力差,一般作门级电路描述。要求设计者对电路细节有详细的了解。对综合器的性能要求低,易于控制电路资源。支持少。
其它语言
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第4章 VHDL语言要素
讲授重点:
VHDL文字规则
VHDL数据对象
VHDL数据类型
VHDL操作运算
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VHDL程序举例
采用VHDL语言实现一下电路功能。
A
B
C
D
Y
逻辑关系:Y=(A+B)×(C+D)
4个输入量:A、B、C、D
从编程语言的角度出发,逻辑关系中有:
1个输出量:Y
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逻辑关系:Y=(A+B)×(C+D)
VHDL语言实现:
完成(A+B)和(C+D)运算,定义2个中间信号暂存结果;
将定义2个中间信号暂存结果相与输出至Y。
定义逻辑关系中设计的信号量;
A
B
C
D
Y
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VHDL文字规则
P56
VHDL文字主要数值和标识符。
数值型文字所描述的值主要有数字型、字符串型和位串型。
数字型文字
在VHDL中,数字可以有多种形式表示,既可以是十进制,又可以是二进制、八进制或十六进制。数字可以是整数,也可以是浮点数。
一、数值
见书P56给出的实例。
注意:下划线和“#”的使用。
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