《工学EDA技术》PPT课件

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1、蔡剑华数字系统设计与VHDL实践第2章VHDL语言基础VHDL简介VHDL是VeryHighspeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage（非常高速集成电路硬件描述语言）的英文缩写。它是由美国国防部支持的一项研究计划，于1983年创建，目的是以文字化方法描述电子电路与系统。至今VHDL约有40年的发展历史，1987年，VHDL成为IEEE标准，即IEEE1076标准，1993年修改为IEEE1164标准，1996年，IEEE又将电路合成的标准程序与规格加入到VHDL语言中，称为1076.3标准。之后，又有

2、1076.4标准和1076.6标准。2.1硬件描述语言特点VHDL特点1.系统硬件描述能力强2．与器件无关，与工艺无关3．IEEE工业标准4．方法灵活，技术齐全5．可读性好VHDL具有硬件特征，而且是并行执行方式。2、2VHDL语言基本结构其中，库、程序包使用说明用于打开(调用)本设计实体将要用到的库、程序包；实体说明用于描述该设计实体与外界的接口信号说明，是可视部分；结构体说明用于描述该设计实体内部工作的逻辑关系，是不可视部分。在一个实体中，可以含有一个或一个以上的结构体，而在每一个结构体中又可以含有一个或多个进程以及其他的语句。根据需要，实体还可以有配

3、置说明语句。配置说明语句主要用于以层次化的方式对特定的设计实体进行元件例化，或是为实体选定某个特定的结构体。举例二路选择器LIBRARYIEEE;USEIEEE.std_logic_1164.all;ENTITYMUX2ISPORT(d0,d1:INstd_logic;sel:INstd_logic;q:OUTstd_logic);ENDENTITY;ARCHITECTUREbehavOFMUX2ISBEGINPROCESS(d0,d1,sel)BEGINIFsel=‘0’THENq<=d0;ELSIFsel=‘1’THENq<=d1;ELSEq<=‘Z’

4、;ENDIF;ENDPROCESS;ENDbehav;VHDL描述程序包调用实体描述结构体描述库的调用（2.1）LIBRARY和PACHAGE的声明部分作用：库（Library）是用于存放预先编译好的程序包（Package），程序包中定义了数据集合体、逻辑操作和元件等。主要是声明在设计或实体中将用到的常数，数据类型，元件及子程序等。使用格式：LIBRARY库名；USE库名.程序包名.All；（2.2）ENTITY定义作用：定义本设计的输入/出端口，即定义电路的外观，即I/O接口的类型和数量使用格式：…端口名：端口模式数据类型；)；ENTITY实体名IsEn

5、d实体名；格式:Port(端口名：端口模式数据类型；端口模式说明2．类属(GENERIC)说明语句类属(GENERIC)参量是一种端口界面常数，常以一种说明的形式放在实体或块结构体前的说明部分。类属为所说明的环境提供了一种静态信息通道，类属的值可以由设计实体外部提供。因此，设计者可以从外面通过类属参量的重新设定而容易地改变一个设计实体或一个元件的内部电路结构和规模。2输入与门的实体描述。ENTITYAND2ISGENERIC(RISEW：TIME:=1ns；FALLW：TIME:=1ns)；PORT(A1：INSTD_LOGIC；A0：INSTD_LOGI

6、C；Z0：OUTSTD_LOGIC)；ENDENTITYAND2；这是一个准备作为2输入与门的设计实体的实体描述，在类属说明中定义参数RISEW为上沿宽度，FALLW为下沿宽度，它们分别为1ns，这两个参数用于仿真模块的设计。（2.3）ARCHITECTURE定义作用：定义实体的实现。即电路的具体描述，说明电路执行什么动作或实现功能。ARCHITECTURE结构体名Of实体名IsBegin描述语句；End结构体名；使用格式:图3.5结构体构造图举例:设计一个与门电路逻辑符号真值表LibraryIEEE;Usestd.standard.all;Entitya

7、nd2isPort(A：inbit;B：inbit;Y：outbit);Endand2;--首先定义输入输出端口名字，模式（Mode），信号类型--注意最后语句的分号在括号外实体定义:ArchitectureNaofand2isBeginY<=’0’whena=’0’andB=‘0’else’0’whenA=’1’andB=‘0’else’0’whenA=’0’andB=‘1’else‘1’;EndNa结构体定义:端口模式有以下几种类型：IN；OUT；INOUT；BUFFER。ArchitectureNbofand2isBeginc<=’1’whena=’

8、1’andb=‘1’else‘0’;EndNb;以上结构体表达何种