VHDL语言教学几个关键问题探析

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1、VHDL语言教学几个关键问题探析摘要：针对在VHDL语言课程教学中的几个关键问题进行探讨，提出了硬件描述语言的特征、组合电路和时序电路描述方法的区别、信号和变量的合理运用及进程的作用等问题的重要性，通过举例的方法对这几个问题进行详细分析，达到直观易懂的效果。从多轮教学效果来看，所提出的方法对VHDL语言教学，以及VHDL语言的程序设计都具有一定的指导意义。关键词：VHDL；教学；关键问题分析ThediscussionofseveralkeyproblemsinVHDLlanguageteachingZhaoHangl,ZhangWenting21.Sanjiangunivers

2、ity,Nanjing,210012,China2.Na.njingpannengtechnologydevelopmentco.,Nanjing,210061,ChinaAbstract：ThispaperattempttodiscussseveralkeyproblemsinVHDLlanguageteaching・Onthisbasis,theauthorcomesupwiththeimportanceofproblems,whichincludethefeaturesofhardwaredescriptionlanguage,thedescriptionstyledis

3、tinctionofthecombinationalcircuitandsequentialcircuit，useinsignalandvariable.Theauthorhascarriedonthedetailedanalysistotheseproblemsbywayofexamples,soastoachieveaneffectofvisualandeasilyunderstand.Seeingfromtheseveralroundsofteachingeffect,theproposedapproachhasacertainguidancemeaninginVHDLl

4、anguageandVHDLlanguageprogramming.Keywords：VHDL；teaching；keyproblemanalysisVHDL(VeryhighspeedintergatedcircuitHardwareDescriptionLanguage)是指超高速集成电路硬件描述语言。它用软件编程的方式来描述电子系统的逻辑功能、电路结构和连接形式，与传统的门级方式相比，它更适合大规模系统的设计。因此很多高校的信息技术、计算机技术等专业都开出了VHDL设计课程［1］。笔者在教学过程中发现学生学习VHDL语言时会受到已经学习过的其他软件语言的影响，对VHDL语

5、言作为硬件语言的一些特性和语法问题理解不够，往往会影响到对VHDL语言的灵活合理运用。本文结合多轮课程教学实践，针对学生最难掌握的几个问题做了深入探讨。1对VHDL作为硬件描述语言的特征的理解学好VHDL的关键是充分理解VHDL语句和硬件电路的关系。编写VHDL,就是在描述一个电路，我们写完一段程序后，应当对生成的电路有一些大体上的了解，而不能用纯软件的设计思路来编写硬件描述语言［2］。下面以四选一数据选择器的设计为例来加以说明。四选一数据选择器是一种常用的组合逻辑电路，用VHDL语言设计比较简单，可以用when_else语句实现，也可以用with_select语句实现，两者仿

6、真结果相同，但综合的结果不同。具体情况如下：【程序11libraryieee；useieee・std_logic_1164.all；entitymux41aisport(a,b,c,d：instd_logic；s：instd_logic_vector(1downto0)；y：outstd_logic)；end；architectureoneofmux41aisbeginyb和abthenybthenyqqqqnull；endcase；endprocess；end；程序5的仿真结果如图6所示。从图6中可以看出，输出信号q并没有得到预想的波形，而是未知数据，这是因为muxval在程

7、序中被定义为信号，而信号的含义是电路的实际硬件连接，因此对信号赋值存在延时[5]。故此在case语句中根据muxval值去选择不同的信号进行输出时，muxval的值还没有产生，因此结果不对。为了产生正确的结果，对本程序，只需要把muxval的定义改为变量，其他地方做适当修改，则可得到如图7所示的正确仿真结果。4结束语在VHDL设计课程教学中，笔者特别注意上述几个问题的讲解和举例说明，力求使学生对这些问题理解透彻，让学生真正认识到运用VHDL语言进行电路设计，不仅要熟悉VHDL语言的基本语法和