关于硬件描述语言(VHDL和Verilog)概要
硬件描述语言VHDL基本概念
信号模式表示端口的数据流向，有以下五 种：IN（流入实体）、OUT（流出实体）、 INOUT（双向端口）、BUFFER（带有反馈的 输出端口，该端口只能有1个驱动源）和 LINKAG（无特定方向）。
20世纪70年代末至80年代初，美国国防部提出了 VHSIC（Very High Speed Integrated Circuit）计划， 其目标是为了开发新一代集成电路。
为了配合这一计划，1983年美国国防部与TI公司、 IBM公司和Intermerics公司联合签约，开发VHSIC HDL,即VHDL。在1985年开发小组发布了最后版本 VHDL V7.2,同时开始着手标准化工作，到1987年12月， VHDL经过多次修改后，被IEEE接受为第一个标准HDL， 即IEEE Std 1076-1987。
目前公布的最新VHDL标准版本是
IEEE Std 1076-2008。
2.2 1位全加器的描述实例
1位全加器有3个输入端a、b、c_in和 2个输出端sum、c_out。
它是由2个半加器和1个或门构成。
a
sum
b
全加器
a
temp_sum
sum
U1
U2
b 半加器
半加器 temp_c2
c_in
c_out c_in
1个设计实体由1个实体声明和若干个结构 体组成。实体声明是设计实体的接口部分，它 表示设计实体对外部的特征信息；结构体是设 计实体的实现方案描述。
1个设计实体中的若干个结构体，分别代表 同一实体声明的不同实现方案。
Verilog-HDL语言简介
V e r i l o g-H D L语言简介(总3页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--#1楼主：Verilog HDL语言简介贴子发表于：2008/10/28 13:13:12Verilog HDL语言简介Verilog HDL和VHDL是目前世界上最流行的两种硬件描述语言（HDL：Hardware Description Languag e），均为IEEE标准，被广泛地应用于基于可编程逻辑器件的项目开发。
二者都是在20世纪80年代中期开发出来的，前者由Gateway Design Automation公司（该公司于1989年被Cadence公司收购）开发，后者由美国军方研发。
HDL语言以文本形式来描述数字系统硬件结构和行为，是一种用形式化方法来描述数字电路和系统的语言，可以从上层到下层来逐层描述自己的设计思想。
即用一系列分层次的模块来表示复杂的数字系统，并逐层进行验证仿真，再把具体的模块组合由综合工具转化成门级网表，接下去再利用布局布线工具把网表转化为具体电路结构的实现。
目前，这种自顶向下的方法已被广泛使用。
概括地讲，HDL语言包含以下主要特征：HDL语言既包含一些高级程序设计语言的结构形式，同时也兼顾描述硬件线路连接的具体结构。
通过使用结构级行为描述，可以在不同的抽象层次描述设计。
HDL语言采用自顶向下的数字电路设计方法，主要包括3个领域5个抽象层次。
HDL语言是并行处理的，具有同一时刻执行多任务的能力。
这和一般高级设计语言（例如C 语言等）串行执行的特征是不同的。
HDL语言具有时序的概念。
一般的高级编程语言是没有时序概念的，但在硬件电路中从输入到输出总是有延时存在的，为了描述这一特征，需要引入时延的概念。
HDL语言不仅可以描述硬件电路的功能，还可以描述电路的时序。
Verilog HDL语言的历史1983年，Gateway Design Automation（GDA）硬件描述语言公司的Philip Moorby首创了Verilog HDL。
vhdl和systemverilog混合编译
vhdl和systemverilog混合编译摘要：一、前言二、VHDL 和SystemVerilog 的概述三、混合编译的原理和优势四、混合编译的方法和步骤五、混合编译的实践应用六、总结正文：一、前言随着集成电路的复杂度不断增加，硬件描述语言（HDL）在电路设计中的地位越来越重要。
VHDL 和SystemVerilog 作为两种常用的硬件描述语言，各自有着独特的优势。
为了充分利用这两种语言的特点，混合编译成为了一个热门话题。
二、VHDL 和SystemVerilog 的概述1.VHDL（VHSIC 硬件描述语言）是一种基于文本的硬件描述语言，由美国国防部高级研究计划局（DARPA）于1980 年代开发。
它主要应用于数字电路和模拟混合信号电路的设计。
2.SystemVerilog 是C 语言的扩展，由Accellera 标准化组织于1995 年推出。
它主要用于验证、仿真和测试电路设计。
三、混合编译的原理和优势1.混合编译的原理：混合编译是指在同一个项目中使用VHDL 和SystemVerilog 两种语言进行编程，通过编译器将两种语言的源代码编译成目标文件，最终实现整个系统的功能。
2.优势：混合编译可以充分发挥两种语言的优势，实现更高效、更灵活的设计。
例如，VHDL 适用于描述复杂的数字电路，而SystemVerilog 在验证方面的功能更强。
四、混合编译的方法和步骤1.创建项目：首先创建一个包含VHDL 和SystemVerilog 源文件的项目。
2.编写VHDL 代码：在项目中编写VHDL 代码，实现数字电路的设计。
3.编写SystemVerilog 代码：在项目中编写SystemVerilog 代码，实现验证、仿真和测试功能。
4.配置编译器：选择合适的编译器，配置编译器参数，以支持VHDL 和SystemVerilog 的混合编译。
5.编译：编译项目，生成目标文件。
6.仿真和验证：使用仿真工具对设计进行仿真和验证。
VHDL与Verilog语言
VHDL与Verilog语言VHDL（VHSIC hardware description language）和Verilog是用于电子系统设计的硬件描述语言（HDL）。
这两种语言被广泛应用于数字逻辑设计和仿真，以及硬件描述、验证和综合。
1. VHDL（VHSIC hardware description language）VHDL是一种结构化的硬件描述语言，最初由美国国防部高速集成电路计划办公室（VHSIC，Very High Speed Integrated Circuits）开发。
VHDL以其强大的功能和灵活性而闻名，并被广泛用于数字系统的设计和验证。
VHDL的编写包括实体（Entity）和体（Architecture）两个主要部分。
实体部分描述了数字系统的输入输出接口、信号和组件的声明，而体部分描述了实体的内部结构、信号处理和逻辑功能。
VHDL具有丰富的数据类型、运算符和控制结构，可以方便地描述数字电路的行为和结构。
它还提供了强大的仿真和验证功能，使设计人员能够在开发和测试阶段快速迭代和调试设计。
2. VerilogVerilog是一种硬件描述语言，最初由Gateway Design Automation公司（现在是Cadence Design Systems的一部分）开发。
Verilog以其简洁的语法和易学易用的特性而受到广泛欢迎，并成为工业界标准。
Verilog的设计由模块（Module）组成，每个模块描述了一个黑盒子，包含输入和输出端口以及内部的逻辑功能。
模块可以进行层次化组合，从而实现较复杂的系统级设计。
Verilog的语法类似于C语言，具有类似的数据类型、运算符和控制结构。
它还提供了时序建模的能力，使设计人员能够描述数字电路的时序行为。
3. VHDL与Verilog的比较VHDL和Verilog在语法和功能上有一些区别，但它们都可以用于数字电路的设计和仿真。
以下是它们之间的一些比较：3.1 语法风格VHDL采用结构化的编程风格，需要明确的体、过程和信号声明，可以更好地控制和描述系统的结构和行为。
vhdl语言
VHDL语言简介VHDL（VHSIC Hardware Description Language）即可高速集成电路硬件描述语言，是一种用于描述数字系统和电路的硬件描述语言。
它在1981年由美国国防部的高速集成电路联合委员会（VHSIC）开发，用于设计大规模集成电路。
VHDL是一种面向对象的语言，可以用于描述各种数字系统，从简单的逻辑门到复杂的处理器。
它提供了丰富的语法和语义，使得设计人员可以准确地描述他们的电路和系统。
VHDL的优势VHDL作为一种硬件描述语言，在数字系统设计中具有许多优势。
1.可重用性：VHDL允许设计人员创建可重用的模块和子系统，这些模块和子系统可以在不同的项目中重复使用，提高了设计效率和可维护性。
2.仿真和验证：VHDL具有强大的仿真和验证能力，可以在设计之前对系统进行全面的仿真和验证。
这有助于检测和纠正潜在的问题，并确保系统在硬件实现之前达到预期的功能。
3.抽象级别：VHDL允许设计人员在不同的抽象级别上描述系统，从高级的行为级别到底层的结构级别。
这使得设计人员可以根据需要在不同的级别上工作，并且可以更容易地进行系统级别的优化。
4.灵活性和可扩展性：VHDL支持灵活的设计方法和工作流程，并允许设计人员在设计过程中进行迭代和修改。
它还可以与其他常用的设计工具和方法集成，以满足特定的需求。
VHDL语言的基本结构VHDL语言由模块、实体、架构以及信号和过程等基本元素组成。
模块（Module）模块是VHDL中描述数字系统的最基本单位。
一个模块可以包含多个实体和架构，并通过连接信号进行通信。
每个模块都有一个顶层实体和一个或多个架构。
实体（Entity）实体是描述模块的接口和行为的抽象。
它定义了输入输出端口，以及模块对外部环境的接口。
一个实体可以有一个或多个架构。
架构（Architecture）架构描述模块的具体行为和内部结构。
它定义了模块的内部信号和过程，以及对外部信号和过程的接口。
VHDL与硬件描述语言
VHDL与硬件描述语言VHDL（VHSIC Hardware Description Language）是一种硬件描述语言，被广泛应用于数字电路和系统的设计、仿真和验证中。
本文将介绍VHDL的基本概念、语法和应用，以及其在硬件设计中的重要性和优势。
一、VHDL的基本概念与语法VHDL是由美国国防部下属的VHSIC（Very High Speed Integrated Circuits）计划发起的硬件描述语言标准化工作中发展起来的，它源于Ada语言，并在此基础上进行了修改和扩展。
VHDL采用了面向对象的设计思想，通过描述硬件的结构和行为，实现了对数字系统的高层次抽象。
VHDL的基本元素包括实体（entity）、结构（architecture）和配置（configuration）。
实体定义了模块的接口和信号，结构描述了模块内部的组织和连接关系，配置用于将不同实体和结构进行绑定。
此外，VHDL还提供了丰富的数据类型、控制结构和函数库，以支持复杂的逻辑运算和算术操作。
VHDL代码的编写需要遵循一定的语法规则，如正确使用关键字、语句结束符号等。
此外，注释和缩进等规范的使用可以提高代码的可读性和可维护性。
二、VHDL的应用1. 数字电路设计VHDL在数字电路设计中被广泛应用，通过使用VHDL语言，设计人员可以描述和验证各种数字逻辑电路，包括组合逻辑电路和时序逻辑电路。
借助VHDL仿真工具，可以进行功能仿真、时序仿真和行为仿真，验证设计的正确性和性能。
2. 系统级设计除了用于电路级设计，VHDL还可以用于系统级设计。
通过对模块的整合和功能描述，可以搭建更为复杂的系统，并在此基础上进行仿真和验证。
VHDL支持高级抽象和层次化设计，使得系统级设计更加灵活和可重用。
3. ASIC和FPGA设计VHDL在应用特定的集成电路（ASIC）和现场可编程门阵列（FPGA）的设计中，具有非常重要的地位。
ASIC是在集成电路制造厂中进行定制化设计和生产的芯片，而FPGA则是可以在现场进行编程和配置的可重构芯片。
硬件描述语言VerilogHDL基础
入zz x x x
CSLG
4、设计举例
试用Verilog语言的门级 元件描述2线-4线译码器.
E1
& Y0
//Gate-level description of a 2-to-4-
line decoder
module _2to4decoder (A1,A0,E,Y);
input A,B,E;
output [3:0] Y;
常量
格式为：<＋/－><位宽>’<基数符号><数 例值如>：3’b101、5’o37、8’he3，8’b1001_0011
实数型常量 十进制记数法 如： 0.1、2.0、5.67
科学记数法 如: 23_5.1e2、5E－4
23510.0、 0.0005
CSLG
❖Verilog允许用参数定义语句定义一个标识 符来代表一个常量，称为符号常量。
CSLG
CSLG
用Verilog HDL描述组合逻辑电路
用VerilogHDL描述组合逻辑电路
❖用VerilogHDL描述组合逻辑电路有三种不 同抽象级别：
▪ 门级描述 ▪ 数据流描述 ▪ 行为级描述
❖VerilogHDL描述的电路就是该电路的 VerilogHDL模型。
CSLG
•门级描述：
一般使用Primitive（内部元件）、自定义的下层模块对电 路描述。主要用于层次化设计中。
多输入端的或非门
多输入端的异或非门
多输出端的反相器
控制信号高电平有效的 三态反相器
控制信号低电平有效的 三态反相器
CSLG
Verilog 基本门级元件
and n-input AND gate
一文看懂VHDL和Verilog有何不同
一文看懂VHDL和Verilog有何不同
当前最流行的硬件设计语言有两种，即VHDL 与Verilog HDL，两者各有优劣，也各有相当多的拥护者。
VHDL 语言由美国军方所推出，最早通过国际电机工程师学会(IEEE)的标准，在北美及欧洲应用非常普遍。
而Verilog HDL 语言则由Gateway 公司提出，这家公司辗转被Cadence 所购并，并得到Synopsys 的支持。
在得到这两大EDA 公司的支持后，也随后通过了IEEE 标准，在美国、日本及中国台湾地区使用非常普遍。
我们把这两种语言具体比较下：
1.整体结构
点评：
两者结构基本相似，并行语句的种类也类似;
VHDL 语言需要进行大量说明，程序通常比较长;
Verilog HDL 通常不进行说明，或只进行非常简短的说明，程序比较简短。
2.数据对象及类型
VHDL
常量信号变量9 种预定义类型各类用户定义类型
可描述各类不同的量
必须进行类型说明
运算时必须考虑类型的一致性和适用性
Verilog HDL
常量：数量，参量
变量：网络型寄存器型。
VHDL和Verilog HDL有什么不同解析
硬件描述语言（HDL，Hardware Description Language）是一种用形式化方法来描述数字电路和系统的语言。
数字系统的设计者利用这种语言可以从上层到下层（从抽象到具体）逐层描述自己的设计思想，用一系列分层次的模块来表示极其复杂的数字系统。
然后利用EDA（Electronic Design Automatic，电子设自动化）工具逐层次进行仿真验证，再把其中需要变为具体物理电路的模块组合由自动综合工具转换到门级电路网表。
接下去，再用专用集成电路（ASIC）或FPGA自动布局布线工具把网表转换为具体电路布线结构的实现。
VHDL全名Very-High-Speed Integrated Circuit HardwareDescription Language 目前，被广泛使用的硬件描述语言有VHDL和Verilog HDL两种。
前者是由美国军方组织开发的，于1987年成为IEEE标准；后者是从一个普通的民间公司的私有财产转化而来的，早在1983年就已推出，于1995年才正式成为IEEE标准。
Verilog HDL和VHDL作为描述硬件电路设计的语言，其共同特点在于：能形式化地抽象表示电路的行为和结构；支持逻辑设计中层次与范围的描述；可借用高级语言的精巧结构来简化电路行为的描述；具有电路仿真与验证机制以保证设计的正确性；支持电路描述由高层到低层的综合转换；硬件描述与实现工艺无关（有关工艺参数可通过语言提供的属性包括进去）；便于文档管理；易于理解和设计重用。
但是，两者又有着各自的特点：（1）语法特点 Verilog HDL和VHDL最大的差别在语法上，Verilog HDL是一种类C语言，而VHDL是一种ADA（Action Data Automation，行动数据自动化）语言。
由于C语言简单易用且应用广泛，因此也使得Verilog HDL语言容易学习，如果有C语言学习的基础，很快就能够掌握；相比之下，VHDL语句较为晦涩，使用难度较大。
vhdl硬件描述语言
vhdl硬件描述语言VHDL 是一种硬件描述语言，用于描述数字电路和系统。
它是一种结构化的、过程化的编程语言，其语法和结构类似于 C 和 C++ 等编程语言。
VHDL 的设计流程包括以下几个方面:1. 确定设计需求和目标：在开始设计之前，需要明确设计的需求和目标，例如设计一个数字电路、一个控制系统或者一个通信系统。
2. 理解设计需求：在明确设计需求之后，需要对设计需求进行深入的理解，例如设计的功能、性能、可靠性、功耗等方面的需求。
3. 描述设计：使用 VHDL 语言对设计进行描述，包括电路的逻辑结构、时序、信号描述等方面。
4. 仿真和验证：使用仿真工具对设计进行模拟和验证，以确保设计的正确性和可靠性。
5. 综合：将 VHDL 代码转换为 IP 核或者硬件描述器，以便实现最终的硬件实现。
6. 调试：对设计进行调试，以便解决设计中的问题，进一步提高设计的可靠性和性能。
VHDL 的主要特点包括:1. 结构化的语法:VHDL 采用了结构化的语法结构，可以使用类、模块、接口等概念对设计进行组织和管理。
2. 描述方式的多样性:VHDL 可以使用 Verilog 和 VHDL 的语法来描述设计，同时也可以使用结构化、过程化、面向对象等描述方式。
3. 支持数字电路和系统的设计:VHDL 是一种面向数字电路和系统的设计语言，可以用于设计数字电路、控制系统、通信系统等。
4. 高度可读可维护性:VHDL 的语法结构简洁明了，易于理解和维护，同时也易于编写和调试。
VHDL 作为一种硬件描述语言，其主要目的是用于描述数字电路和系统的设计，并且可以实现硬件的实现和验证。
在数字电路和系统的设计过程中，VHDL 可以作为一种重要的工具和技术被广泛应用。
Verilog硬件描述语言Verilog HDL设计方法概述
建 模 能 力 的 比 较
1.4 Verilog HDL目前的应用情况 和适用的设计
在美国，在高层逻辑电路设计领域Verilog HDL和 VHDL的应用比率是60％和40％，在其它地区各为 50％。Verilog HDL是专门为复杂数字逻辑电路和 系统的设计仿真而开发的，本身就非常适合复杂 数字逻辑电路和系统的仿真和综合。由于Verilog HDL在其门级描述的底层，也就是在晶体管开关的 描述方面比VHDL有强得多得功能，所以即使是 VHDL的设计环境，在底层实质上也是由Verilog HDL描述的器件库所支持的。
近年来，FPGA和ASIC的设计在规模和复杂度 方面不断取得进展，而对逻辑电路及系统的设 计的时间要求却越来越短。这些因素促使设计 人员采用高水准的设计工具，如：硬件描述语 言(Verilog HDL或VHDL)来进行设计。
1.5.2. Verilog HDL设计法与传统的电路 设计法与传统的电路 原理图输入法的比较
采用电路原理图输入法进行设计，具有设计 的周期长，需要专门的设计工具，需手工布线等 缺陷。 而采用Verilog HDL设计时具有以下优点： 1、设计者可以在非常抽象的层次上对线路进 行描述而不必选择特定的制造工艺。逻辑综合工 具可以将设计自动转换成任意一种制造工艺版图。 如果出现新的制造工艺，设计者不必对电路进行 重新设计，只要将RTL级描述输入综合工具，即可 生成针对新工艺的门级网表。（工艺无关性）。
硬核(Hard Core) 在某一种专用半导体集成电路 工艺的（ASIC）器件上实现的经验证是正确的 总门数在5000门以上的电路结构掩膜，称之为 “硬核”。 为了逻辑电路设计成果的积累，和更快更好地 设计更大规模的电路，发展软核的设计和推广 软核的重用技术是非常有必要的。新一代的数 字逻辑电路设计师必须掌握这方面的知识和技 术。
硬件描述语言(VHDL)
(1)体内配置指定
(2)体外配置说明
由于体外配置语句是一个独立的编译单位， 故需给它指定一个单位名—配置名。实体 名和结构体名为需对例元做配置的实体及 相应的结构体。
(3)直接例化
二. VHDL语言的数据对象，数据类型
TYPE week IS(sum,mon,tue,wed,thu,fri,sat);
2.整数，实数(Integer,Real)类型 格式：TYPE 数据类型名 IS 数据类型定义约束范围
TYPE twos IS INTEGER RANGE –32768 TO 32767; TYPE voltage IS REAL RANGE 0.0 TO 10.0;
结构体的子结构描述：
BLOCK,PROCESS,SUBPROGRAM三种语句结构
1. BLOCK语句结构描述
格式: 块结构名: BLOCK BEGIN ….
END BLOCK 块结构名；
在对程序进行仿真时，BLOCK语句中所描述的各个语 句是可以并发执行的，它与书写顺序无关。 卫式BLOCK语句的格式:：BLOCK [卫式布尔表达式]； 当卫式布尔表达式为真时，BLOCK语句执行。
为了能重复使用这些函数和过程，这些程 序通常组织在包集合库中。 (1)多个过程和函数汇集在一起就构成一个 包集合（Package)。 (2)n个包集合汇集在一起就形成一个库 （Library)。
(三) 包集合，库及配置
1.库(Library):它是一个经过编译后的数据的集合， 存放包集合EE库，STD库，ASIC矢量库， WORK库，用户定义库。
asic芯片编程语言
ASIC芯片编程语言是一种专门用于编写ASIC芯片的程序的语言，它与普通的编程语言不同，因为它需要考虑到ASIC芯片的硬件特性和设计规则。
常见的ASIC芯片编程语言包括VHDL、Verilog、SystemVerilog等。
这些语言都有自己的特点和适用范围，需要根据具体的应用场景和需求来选择。
VHDL是一种硬件描述语言，它主要用于描述数字系统的结构和行为，适用于ASIC和FPGA 设计。
VHDL语法严谨、规范，易于阅读、编写和调试，适用于描述复杂数字系统的行为。
它适合于描述算法和逻辑电路，易于移植到不同的硬件平台上。
Verilog是一种面向结构的硬件描述语言，它主要用于描述数字系统的结构和功能，适用于ASIC和FPGA设计。
Verilog语法简洁、易学易用，适合于描述电路模块和系统级设计。
它支持并行执行和组合逻辑，适用于描述大规模数字系统的行为。
SystemVerilog是一种基于Verilog的验证和测试语言，它提供了更多的验证和测试功能，适用于ASIC和FPGA设计。
SystemVerilog支持异常处理、并发结构和并发验证方法，适用于描述复杂数字系统的行为和功能。
它还提供了许多用于验证的测试工具和测试框架，提高了设计的可靠性和可维护性。
除了以上三种语言外，还有一些其他的ASIC芯片编程语言，如C、C++等。
这些语言也可以用于ASIC芯片的设计，但它们需要考虑到硬件的特性和性能，需要进行一些特殊的优化和调整。
总之，ASIC芯片编程语言的选择需要考虑具体的应用场景和需求，不同的语言有不同的特点和适用范围。
在选择语言时，需要根据具体情况进行评估和选择，以获得最佳的设计效果和性能。
vhdl和systemverilog混合编译
VHDL和SystemVerilog混合编译1. 引言VHDL（VHSIC Hardware Description Language）和SystemVerilog是两种常用的硬件描述语言（HDL），用于设计和验证数字电路。
VHDL是较早出现的一种语言，而SystemVerilog则是在VHDL的基础上进行扩展和改进的。
在某些情况下，我们可能需要同时使用VHDL和SystemVerilog来编写和开发复杂的电路设计。
本文将介绍VHDL和SystemVerilog混合编译的相关概念、方法和技巧。
2. VHDL和SystemVerilog的特点2.1 VHDL的特点VHDL是一种面向模块化设计的语言，它支持层次化的模块组织和描述。
VHDL的语法结构较为复杂，但它提供了丰富的数据类型和操作符，使得我们能够更好地描述数字电路的行为和结构。
VHDL还支持并发执行，可以方便地描述并行的电路结构。
2.2 SystemVerilog的特点SystemVerilog是一种功能更强大的硬件描述语言，它继承了VHDL的特点，并在其基础上添加了一些新的特性。
SystemVerilog提供了更强大的数据类型和操作符，支持面向对象的编程范式，具有更好的可重用性和可维护性。
此外，SystemVerilog还提供了一些方便的验证功能，如断言（assertion）和约束（constraint）。
3. VHDL和SystemVerilog混合编译的方法3.1 使用VHDL和SystemVerilog的分层设计在进行VHDL和SystemVerilog混合编译时，我们可以根据设计的层次结构，将不同的模块用不同的语言来实现。
例如，我们可以使用VHDL来描述顶层模块和一些复杂的逻辑电路，而使用SystemVerilog来描述一些简单的模块和验证部分。
这样可以充分发挥两种语言的优势，提高开发效率。
3.2 使用VHDL和SystemVerilog的接口互联在进行VHDL和SystemVerilog混合编译时，我们需要确保不同语言的模块能够正确地进行互联。
Verilog硬件描述语言
Verilog HDL硬件描述语言2.1 Verilog HDL概述2.1.1 Verilog HDL的特点Verilog HDL和VHDL一样，是目前大规模集成电路设计中最具代表性、使用最广泛的硬件描述语言之一。
作为硬件描述语言，Verilog HDL具有如下特点：1. 能够在不同的抽象层次上，如系统级、行为级、RTL（Register Transfer Level）级、门级和开关级，对设计系统进行精确而简练的描述；2. 能够在每个抽象层次的描述上对设计进行仿真验证，及时发现可能存在的设计错误，缩短设计周期，并保证整个设计过程的正确性；3. 由于代码描述与具体工艺实现无关，便于设计标准化，提高设计的可重用性。
如果有C语言的编程经验，只需很短的时间内就能学会和掌握Verilog HDL，因此，Verilog HDL可以作为学习HDL设计方法的入门和基础。
2.1.2 Verilog HDL的基本结构Verilog HDL描述是由模块（module）构成的，每个模块对应的是硬件电路中的逻辑实体。
因此，每个模块都有自己独立的功能或结构，以及用于与其它模块之间相互通信的端口。
例如，一个模块可以代表一个简单的门，一个计数器，一个存储器，甚至是计算机系统等。
例2-1-1 加法器的verilog描述module adder (in1, in2, sum);input in1,in2;output [1:0] sum;wire in1,in2;reg [1:0] sum;always @ (in1 or in2)beginsum=in1+in2;endendmodule从这个例子中可以看出，一段完整的代码主要由以下几部分组成：可以了解到一些基本信息，如代码中加法器的主要功能、设计工程师、完成的日期及版本。
例2-1-1的模块名是adder，有两个输入端口in1，in2和一个输出端口sum。
其中，输入信号是一位的，其数据类型声明为连线型(wire)；输出是两位的寄存器类型。
VHDL是一种硬件描述语言(课程总结)
Label：BLOCK（卫士表达式）
[声明部分]
BEGIN
(卫士语句和其他并发描述语句)
END BLOCK label；
第六章顺序代码
VHDL本质上是一种并发执行的代码，但在PROCESS,FUNCTION,PROCEDURE内部的代码都是顺序执行的。
顺序代码并非只能与时序逻辑相对应，同样可以用他们来实现组合逻辑电路。顺序代码也可以称为行为描述代码。
同步时序电路中的时钟问题
在代码中，如果在参考时钟的两个边沿（上升沿和下降沿）都可以触发对同一信号的赋值操作，那么这样的代码通常是不可综合的。
如果一个信号出现在了敏感信号列表中，但没有在PROCESS内部的任何语句中出现，通常编译器会把它忽略掉。
如果确希望两个边沿（上升沿和下降沿）都可以触发对同一信号的赋值操作，可以写两个PROCESS。
可编程逻辑器件包括：复杂可编程逻辑器件（CPLD：Complex Programmable Logic Devices），现场可编程门阵列（FPGA：Field Programmable Gate Arrays）。
VHDL语言从根本上讲是并发执行的。因此常称之为代码，而不是程序。VHDL中，只有在进程（PROCESS）、函数（FUNCTION）、和过程（PROCEDURE）内部的语句才是顺序执行的。
变量（Variable）只能在顺序代码中使用，相对于信号而言，变量只能是局部的，所以它的值不能传递到PROCESS,FUNCTION,PROCEDURE外部。
PROCESS语句具有敏感信号列表（sensitivity list）。
在VHDL中有两种方法进行动态数值传递：信号和变量。其中信号可以在PACKAGE,ENTITY,ARCHITECTURE中声明，而变量只能在一段顺序代码中声明。因此信号通常是全局的，而变量通常是局部的。变量的值无法直接传递到PROCESS的外部。如果需要进行变量值的传递，则必须把这个值赋给一个信号，然后又该信号将变量的值传递到PROCSEE的外部。另一方面，赋予变量的值是立即生效的，在此后的代码中，此变量将使用新的变量值。而PROCESS中的信号，只有整个PROCESS运行完毕以后，新的信号值才开始生效。信号与变量的这一点区别足够一章的内容，于是第七章将用一章的内容来解释这个问题。
VHDL语言介绍
VHDL语言介绍VHDL语言是一种用于电路设计的高级语言。
它在80年代的后期出现。
最初是由美国国防部开发出来供美军用来提高设计的可靠性和缩减开发周期的一种使用范围较小的设计语言。
VHDL全名Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language，翻译成中文就是超高速集成电路硬件描述语言，主要是应用在数字电路的设计中。
它在中国的应用多数是用在FPGA/CPLD/EPLD的设计中。
当然在一些实力较为雄厚的单位，它也被用来设计ASIC。
VHDL主要用于描述数字系统的结构，行为，功能和接口。
除了含有许多具有硬件特征的语句外，VHDL的语言形式、描述风格以及语法是十分类似于一般的计算机高级语言。
VHDL的程序结构特点是将一项工程设计，或称设计实体（可以是一个元件，一个电路模块或一个系统）分成外部（或称可视部分，及端口）和内部（或称不可视部分），既涉及实体的内部功能和算法完成部分。
在对一个设计实体定义了外部界面后，一旦其内部开发完成后，其他的设计就可以直接调用这个实体。
这种将设计实体分成内外部分的概念是VHDL系统设计的基本点。
VHDL语言是一种行为描述语言，其编程结构类似于计算机中的C语言，在描述复杂逻辑设计时，非常简洁，具有很强的逻辑描述和仿真能力，是未来硬件设计语言的主流。
覆盖面广，描述能力强，是一个多层次的硬件描述语言。
在VHDL 语言中，设计的原始描述可以非常简练，经过层层加强后，最终可成为直接付诸生产的电路或版图参数描述。
具有良好的可读性，即容易被计算机接受，也容易被读者理解。
使用期长，不会因工艺变化而使描述过时。
因为VHDL的硬件描述与工艺无关，当工艺改变时，只需修改相应程序中的属性参数即可。
支持大规模设计的分解和已有设计的再利用。
与其他硬件描述语言相比，VHDL具有以下特点：（1）功能强大、设计灵活VHDL具有功能强大的语言结构，可以用简洁明确的源代码来描述复杂的逻辑控制。
Verilog和VHDL一些不同
硬件描述语言（Hardware Description Language）是一种用形式化方法来描述数字电路和系统的语言。
过去我主要应用VHDL，在实际工作中逐渐发现Verilog比起VHDL来有一些优势，主要是在位运算上和其他方面如循环等语句比VHDL要多，在仿真方面Verilog拥有系统函数和系统任务可供调用，另外Verilog 的语法风格酷似C语言，这在编程学习中省去了熟悉语言语法格式的过程，因此我认为Verilog语言比起VHDL更优越。
在学习中，我感觉Verilog和VHDL有一些不同，在模块结构方面，verilog普遍采用always来描述时序逻辑电路，而VHDL则利用process，紧跟其后的敏感值列表，VHDL通常只写出敏感值，而是采用电平出发还是信号沿触发通常是在process内的语句中指明，如：process(clk，reset)if reset=1 then......elsif(clk'event and clk='1') then......end if;而Verilog通常是在敏感值列表里就指明是电平触发还是信号沿出发，如always@(posedge clk) ...... 综合为时序逻辑电路或always@(clk) ...... 综合为组合逻辑电路Verilog和VHDL的数据类型也有所不同，在VHDL中定义为整型和矢量是两个不同的类型，在相互应用中要通过程序包中的函数来相互转换。
而Verilog中的寄存器型可以定义为多位，如reg[3:0] buf;相当与VHDL的矢量型，在使用中可以根据需要选择将其视为VHDL概念中的整形或矢量型。
如：buf=="0001";或buf>1;。
VHDL中编写有限状态机是将状态定义为自定义类型，而在Verilog中只是将状态定义为一个变量。
Verilog中的位运算符（&,|,~,^,~^,<<,>>)和缩减运算符在VHDL中没有相应的语句。
VHDL硬件描述语言(入门简述)
VHDL
Very High Speed Integrated Circuit Hardware
Description Language 超高速集成电路硬件描述语言
Verilog HDL
Verilog Hardware Description Language Verilog硬件描述语言
【例】 PORT (a,b: IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)； q: OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)； cout: OUT STD_LOGIC);
17
2019/11/27
说明：
端口名是输入输出信号的名字。 泸医附院
THE AFFILIATED HOSPITAL OF LUZHOU MEDICAL COLLEGE
结构、功能等。 BEGIN后开始结构和功能的描述。
20
2019/11/27
【例3-2】一个RS触发器的结构体（数据流描述方式）
泸医附院
THE AFFILIATED HOSPITAL OF LUZHOU MEDICAL COLLEGE
ARCHITECTURE rs OF rsff IS BEGIN q<=NOT(qb AND set); qb<=NOT(q AND reset); END rs;
大写，用户自定义部分用小写。
12
2019/11/27
泸医附院
本节三方面内容 THEAFFILIATED HOSPITAL OF
LUZHOU MEDICAL COLLEGE
3.2.1 实体说明 3.2.2 结构体 3.2.3 程序包、库及配置
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
关于硬件描述语言【VHDL和Verilog】
随着EDA技术的发展，使用硬件语言设计PLD/FPGA成为一种趋势。
目前最主要的硬件描述语言是VHDL和Verilog HDL。
究竟选择VHDL还是verilog HDL？
这是一个初学者最常见的问题。
其实两种语言的差别并不大，他们的描述能力也是类似的。
掌握其中一种语言以后，可以通过短期的学习，较快的学会另一种语言。
选择何种语言主要还是看人的使用习惯。
如果您是集成电路(ASIC)设计人员，则必须首先掌握verilog，因为在IC设计领域，90％以上的公司都是采用verilog进行IC设计。
对于PLD/FPGA设计者而言，两种语言可以自由选择。
学习HDL的几点重要提示
1.了解HDL的可综合性问题：
HDL有两种用途：系统仿真和硬件实现。
如果程序只用于仿真，那么几乎所有的语法和编程方法都可以使用。
但如果我们的程序是用于硬件实现（例如：用于FPGA设计），那么我们就必须保证程序“可综合”（即程序的功能可以用硬件电路实现）。
不可综合的HDL语句在软件综合时将被忽略或者报错。
应当牢记一点：“所有的HDL描述都可以用于仿真，但不是所有的HDL描述都能用硬件实现。
”
2. 用硬件电路设计思想来编写HDL：
学好HDL的关键是充分理解HDL语句和硬件电路的关系。
编写HDL，就是在描述一个电路，写完一段程序以后，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。
要做到这一点，需要多实践，多思考，多总结。
3.语法掌握贵在精，不在多：
30%的基本HDL语句就可以完成95%以上的电路设计，很多生僻的语句并不能被所有的综合软件所支持，在程序移植或者更换软件平台时，容易产生兼容性问题，
也不利于其他人阅读和修改。
建议多用心钻研常用语句，理解这些语句的硬件含义，这比多掌握几个新语法要有用的多。
HDL开发流程
用VHDL/VerilogHD语言开发PLD/FPGA的完整流程为：
1.文本编辑：用任何文本编辑器都可以进行，也可以用专用的HDL编辑环境。
通常VHDL文件保存为.vhd文件，Verilog文件保存为.v文件
2.功能仿真：将文件调入HDL仿真软件进行功能仿真，检查逻辑功能是否正确（也叫前仿真，对简单的设计可以跳过这一步，只在布线完成以后，进行时序仿真）
3.逻辑综合：将源文件调入逻辑综合软件进行综合，即把语言综合成最简的布尔表达式和信号的连接关系。
逻辑综合软件会生成.edf（edif）的EDA工业标准文件。
4.布局布线：将.edf文件调入PLD厂家提供的软件中进行布线，即把设计好的逻辑安放到PLD/FPGA内
5.时序仿真：需要利用在布局布线中获得的精确参数，用仿真软件验证电路的时序。
（也叫后仿真）
6.编程下载：确认仿真无误后，将文件下载到芯片中
希望对初学者，乃至熟练者有所帮助。