VHDL语言的基本知识点罗列
VHDL入门教程
VHDL入门教程VHDL（Very High-speed Integrated Circuit HardwareDescription Language）是一种用于设计数字电路的硬件描述语言。
它是IEEE 1076标准中规定的一种语言，广泛应用于数字电路的设计、仿真和综合等领域。
本文将为大家介绍VHDL的基础知识和入门教程。
一、VHDL的基本概念1. 实体（Entity）：VHDL代码的最高层次，用于定义模块的输入、输出和内部信号。
2. 架构（Architecture）：定义了实体中的各个信号和组合逻辑的行为。
3. 信号（Signal）：表示数据在电路中的传输和操作。
4. 进程（Process）：定义了组合逻辑的行为，用于描述信号之间的关系。
5. 实体声明（Entity Declaration）：用于描述模块的名称、输入、输出和内部信号。
6. 架构声明（Architecture Declaration）：用于描述模块的内部逻辑。
二、VHDL的基本语法1.实体声明语法：```entity entity_name isport ( port_list );end entity_name;```其中，entity_name是实体的名称，port_list是实体的输入、输出和内部信号。
2.架构声明语法：```architecture architecture_name of entity_name issignal signal_list;beginprocess (sensitivity_list)begin--逻辑行为描述end process;end architecture_name;```其中，architecture_name是架构的名称，entity_name是实体的名称，signal_list是架构的内部信号，sensitivity_list是触发事件的信号列表。
三、VHDL的基本例子下面以一个简单的4位加法器为例介绍VHDL的编写和仿真流程。
第一部分VHDL语言基础知识
第1部分VHDL语言基础知识第1章概述1.1 电子器件的发展和现状电子技术的发展总是同电子器件的发展密切相关的，由于电子器件的不断更新换代，电子技术得到了飞速发展，当今信息技术被广泛应用在国民经济的方方面面。
多媒体技术的普及、高速宽带网络的建设、数字电视的出现以及与我们日常生活息息相关的各种家用电器，都离不开微处理器、存储器和一些采用行业标准的专用芯片。
这些电子器件的发展经历了从电子管、晶体管、小规模集成电路、中规模集成电路到大规模集成电路和超大规模集成电路几个阶段，其发展趋势是体积越来越小，集成度越来越高。
随着半导体技术的迅速发展，设计与制造集成电路的任务已不完全由半导体厂商来独立承担，系统设计师们更愿意自己设计专用集成电路（ASIC）芯片，而且希望ASIC的设计周期尽可能短，最好在自己的实验室里就能设计并制造出适用的ASIC芯片，并且能够得到实际的应用。
使用ASIC完成电子系统的设计，其优点是集成度高、保密性强、可大幅度地减少印刷电路板的面积和接插件、电路性能好并能降低装配和调试费用、更适合较大规模批量生产、降低生产成本。
例如，现在微机中使用的显卡、网卡、数字电视等都是专用的ASIC芯片。
采用ASIC设计的不足之处是一次性的投资大，设计周期一般比较长，不便于以后修改设计，因而近几年在ASIC领域出现了一种半定制电路，即现场可编程逻辑器件FPLD。
目前使用较多的可编程逻辑器是现场可编程门阵列FPGA（field programmable gate array）和复杂可编程逻辑器件CPLD（complex programmable gate array）。
早期使用的可编程器件有PROM、EPROM、E2PROM、PAL、GAL等，这些芯片的容量一般比较小，只能完成简单的数字逻辑功能，这些器件基本上是使用专用的编程器进行装载。
CPLD和FPGA的芯片是在早期使用的PAL和GAL基础上发展起来的，相比早期的可编程器件，现场可编程逻辑器件FPLD的容量大，器件的容量远远大于PAL和GAL，更适合做时序和组合逻辑电路的设计，不但集成度高，而且逐渐向低功耗发展，芯片的使用电压有+5V、+3.3V和+2.5 V几种，有的芯片外部是+5V而内部的工作电压则是+3.3V或+2.5V。
第四讲VHDL语言基础知识
关键词 VHDL 实体 逻辑功能
此两处必须同名
逻辑行为描述
1、实体
格式
ENTITY 实体名 IS [GENERIC ( 类属表 );] [PORT ( 端口表 );] END 实体名;
说明
实体说明所设计的逻辑电路的输入、输 出信号及其特性（输入(in)输出(out)、双向 (inout)、buffer）
•文件（FILES）是传输大量数据的客体，包含一些专门数据 类型的数值。
对象说明的一般格式是： <对象类型> < 标识符表>：<子类型说明> <信号种类>： =<表达式>; 说明 标识符 <子类型说明>是类型名或类型名加限制条件 <信号种类>为BUS或REGISTER，该项为任选项 ：=<表达式>为对象赋初值
IS
一个包集合由包集合标题和包集合体两 大部分组成。 包集合体是一个可选项。
5、库
格式
LIBRARY 库名； USE 库名. 程序包名. All；
USE语句的使用有两种常用格式： USE 库名.程序包名.项目名 ； USE 库名.程序包名.ALL ；
VHDL库的种类
• IEEE库：IEEE标准库, 是按IEEE组织制定的 工业标准进行编写的， 是内容丰富的资源库 使用需声明 • •STD_LOGIC_1164 程序包 •STD_LOGIC_ARITH 程序包 •STD_LOGIC_UNSIGNED 程序包
STD库：VHDL标准库，STANDARD和 TEXTIO程序包即收入在STD库中 使用无需声明
VHDL库的种类
• • •
ASIC库：EDA厂商提供库 使用需声明 WORK库：现行作业库，当前工作目录的所有设计 使用无需声明 USER库：用户自定义库 使用需声明
VHDL语言的基本要素(大全)
VHDL语言的基本要素一、数据对象VHDL语言的主要数据对象有信号，变量，常量。
信号—信号是电路中的物理量，对应于电路的连线、节点；信号说明全局量，用于描述中的构造体（Architecture）, 实体（Intity），程序包（package）。
变量—变量是程序运算中的中间量，并不对应电路中的物理量。
变量说明局部量，用于进程语句（process）, 函数（Function）, 过程（procedure）。
常量—常数也不对应电路中的物理量，当常量说明全局量，在构造体（Architecture）, 实体（Intity），程序包（package），进程语句（process）, 函数（Function）, 过程（procedure）中均可使用。
数据对象的定义格式：signal 信号名：数据类型，约束条件，表达式Variable 变量名：数据类型，约束条件：=表达式Constant 常量名：数据类型，约束条件：=表达式例如：Variable count:INTEGER RANGE 0 TO 255:=10Constant Daly:Time:=100ns信号代入和变量赋值的区别：两者形式不同，操作过程也不相同。
变量赋值符“：=”，信号的代入符“<=”。
在变量的赋值语句中，该语句一当执行，其值立即将赋予变量；而信号的代入，其语句执行后不会立即使信号发生代入，在下条语句执行时，仍使用原来的信号值，如进程语句中的敏感表的信号代入就是如此。
二、数据类型VHDL语言中的数据类型，一般而言可分为：标量类型和组合类型。
在实际使用中，也可分成予定义类型和用户定义类型。
VHDL语言是强类型的语言，主要可按如下分类和变换处理。
①标准数据类型⑴整数⑵实数（浮点数）-1.0E+38~+1.0E38 ⑶位bit（0,1）⑷位矢量⑸布尔量，“假”，“真”⑹字符（ASCⅡ）字符⑺时间⑻错误等级⑼自然数（大于等于0的整数）⑽字符串（字符矢量）②用户定义的数据类型TYPE 数据类型名{数据类型名} 数据类型定义⑴枚举类型⑵整数类型⑶实数类型⑷数组类型⑸存取类型⑹文件类型⑺记录类型⑻时间类型③用户定义子类型SUBTUPE 子类型名IS 数据类型名[范围]例：SUBTYPE digit is INTEGER RANGE 0 TO 9④数据类型转换数据类型的变换函数通常由“STD_LOGIC_1164”，“STD_LOGIC_ARITH”，“STD_LOGIC_UNSIGNED”的程序包提供例如，在STD_LOGIC_1164程序包中，TO_STD LOGIC VECTOR(A) 由BIT_VECTOR转换为STD_LOGIC_VECTORTO_BITVECTOR(A) 由STO_LOGIC_VECTOR转为BIT_VECTORTO_STDLOGIC(A) 由BIT转换为STD_LOGICTO_BIT(A) 由STD_LOGIC转换成BIT signal a: BIT_VECTOR(11 DOWNTO 0)signal b: STD_LOGIC_VECTOR(11 DOWNTO 0)a<=X”A8” 十六进制值可赋予位矢量b<=X”A8” 语法错，十六进制不能赋予.STD 矢量b<=TO_STDLOGICVECTOR(X“AF7”)b<=TO_STDLOGICVECTOR(O“5177”)八进制变换b<=TO_STDLOGICVECTCR(B“1010_1111_0111”)下表中也给出一些典型的类型变换函数三、运算符运算符的优先级如下表所示：运算符的优先级例如，并置运算符的使用：tmp_b<=b AND (en&en&en&en) y <= a & tmp_b第一个语句表示b 的4位位矢量由en 进行选择 得到一个4位位矢量输出第二个语句表示4位位矢量a 和4位位矢量b 再 次连接（并置）构成8位的位矢量y 输出 右图所示为并置运算符操作的电路示意。
第1章VHDL语言基础
位矢量（BIT_VECTOR）。若端口定义为BIT，则其信号值 是一个1位的二进制数，取值只能是0或1；若端口定义为 BIT_VECTOR，则其信号值是一组二进制数。
➢ 在电路中，如果实体代表一个器件符号，则结构体描述了 这个符号的内部行为。当把这个符号例化成一个实际的器 件安装到电路上时，则需用配置语句为这个例化的器件指 定一个结构体(即指定一种实现方案)，或由编译器自动选一 个结构体。
1. 结构体的一般语句格式 ARCHITECTURE 结构体名 OF 实体名 IS [说明语句;] BEGIN [功能描述语句;] END [ARCHITECTURE] [结构体名]；
1.1 VHDL程序基本结构
一、VHDL程序设计约定 ➢ 语句结构描述中方括号“[ ]”内的内容为可选内容。 ➢ 对于VHDL的编译器和综合器来说，程序文字的大小写是不
加区分的。 ➢ 程序中的注释使用双横线“- -”。 ➢ 源程序命名与实体同名（MAX+plus Ⅱ要求）。
二、VHDL程序设计引例（ 74LS00的设计 ）
③ 信号赋值语句将设计实体内的处理结果向定义的信号或界面 端口进行赋值。
④ 子程序调用语句用于调用一个已设计好的子程序。
⑤ 元件例化语句对其他的设计实体作元件调用说明，并将此元 件的端口与其他的元件、信号或高层次实体的界面端口进行 连接。
A
A NAND2
Y
Y
B
B
(a)
A1
A NAND2
U1 Y
Y1
B1
B
A2
A NAND2
VHDL语言的基本知识点罗列
VHDL语言的基本知识点罗列1 VHDL语言的标识符VHDL中的标识符可以是常数、变量、信号、端口、子程序或参数的名字。
使用标识符要遵守如下法则：a）标识符由字母（A…Z；a…z）、数字和下划线字符组成。
任何标识符必须以英文字母开头。
λ末字符不能为下划线。
λb）不允许出现两个连续下划线。
标识符中不区分大小写字母。
λVHDL定义的保留子或称关键字，不能用作标识符。
λc） VHDL中的注释由两个连续的短线（--）开始，直到行尾。
以下是非法标识符：-Decoder —起始不能为非英文字母3DOP —起始不能为数字Large#number —“#”不能成为标识符的构成符号Data__bus —不能有双下划线Copper_ —最后字符不能为下划线On —关键字不能用作标识符。
注：在AHDL语言中标识符要区分大小写，但在VHDL语言中不区分大小写。
所以写程序时，一定要养成良好的书写习惯，应用关键字时用大写，自己定义的标识符用小写。
标识符表示的几种数据对象的详细说明如下：1) 常数（Constant ）常数是一个固定的值，主要是为了使设计实体中的常数更容易阅读和修改。
常数一被赋值就不能在改变。
一般格式：CONSTANT 常数名：数据类型：=表达式；例：CONSTANT Vcc: REAL: =5.0;—设计实体的电源电压指定常数所赋得值应与定义的数据类型一致。
常量的使用范围取决于它被定义的位置。
程序包中定义的常量具有最大的全局化特性，可以用在调用此程序包的所有设计实体中；设计实体中某一结构体中定义的常量只能用于此结构体；结构体中某一单元定义的常量，如一个进程中，这个常量只能用在这一进程中。
2) 变量（Variable）变量是一个局部变量，它只能在进程语句、函数语句和进程语句结构中使用。
用作局部数据存储。
在仿真过程中。
它不像信号那样，到了规定的仿真时间才进行赋值，变量的赋值是立即生效的。
变量常用在实现某种算法的赋值语句中。
VHDL语言的基本知识点罗列
VHDL语言的基本知识点罗列1 VHDL语言的标识符VHDL中的标识符可以是常数、变量、信号、端口、子程序或参数的名字。
使用标识符要遵守如下法则：a）标识符由字母（A…Z；a…z）、数字和下划线字符组成。
任何标识符必须以英文字母开头。
λ末字符不能为下划线。
λb）不允许出现两个连续下划线。
标识符中不区分大小写字母。
λVHDL定义的保留子或称关键字，不能用作标识符。
λc） VHDL中的注释由两个连续的短线（--）开始，直到行尾。
以下是非法标识符：-Decoder —起始不能为非英文字母3DOP —起始不能为数字Large#number —“#”不能成为标识符的构成符号Data__bus —不能有双下划线Copper_ —最后字符不能为下划线On —关键字不能用作标识符。
注：在AHDL语言中标识符要区分大小写，但在VHDL语言中不区分大小写。
所以写程序时，一定要养成良好的书写习惯，应用关键字时用大写，自己定义的标识符用小写。
标识符表示的几种数据对象的详细说明如下：1) 常数（Constant ）常数是一个固定的值，主要是为了使设计实体中的常数更容易阅读和修改。
常数一被赋值就不能在改变。
一般格式：CONSTANT 常数名：数据类型：=表达式；例：CONSTANT Vcc: REAL: =5.0;—设计实体的电源电压指定常数所赋得值应与定义的数据类型一致。
常量的使用范围取决于它被定义的位置。
程序包中定义的常量具有最大的全局化特性，可以用在调用此程序包的所有设计实体中；设计实体中某一结构体中定义的常量只能用于此结构体；结构体中某一单元定义的常量，如一个进程中，这个常量只能用在这一进程中。
2) 变量（Variable）变量是一个局部变量，它只能在进程语句、函数语句和进程语句结构中使用。
用作局部数据存储。
在仿真过程中。
它不像信号那样，到了规定的仿真时间才进行赋值，变量的赋值是立即生效的。
变量常用在实现某种算法的赋值语句中。
VHDL语言教程
VHDL语言教程VHDL是一种硬件描述语言，用于描述数字电路和系统，并进行硬件的设计和仿真。
它被广泛应用于数字电路设计、嵌入式系统开发和可编程逻辑控制器等领域。
本教程将介绍VHDL语言的基本概念和语法，帮助您了解和学习这门强大的硬件描述语言。
一、VHDL概述VHDL是Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language的缩写，意为高速集成电路硬件描述语言。
它是一种硬件描述语言，用于描述数字电路和系统。
与传统的电路设计方法相比，使用VHDL可以更加方便、高效地进行电路设计和测试。
1.VHDL的起源和发展VHDL最早由美国国防部为了解决数字电路设计复杂、效率低下的问题而研发。
后来，VHDL成为了一种IEEE标准（IEEE1076）并被广泛应用于数字电路设计和仿真。
2.VHDL的优点VHDL具有以下几个优点：-高级抽象：VHDL提供了一种高级描述电路的方法，使得设计者能够更加方便地表达复杂的电路结构和行为。
-可重用性：VHDL支持模块化设计，使得设计者可以将电路的不同部分进行抽象和封装，提高了电路的可重用性。
-高效仿真：VHDL可以进行高效的电路仿真和测试，有助于验证电路设计的正确性和可靠性。
-灵活性：VHDL可以应用于各种不同类型和规模的电路设计，从小规模的数字逻辑电路到大规模的系统级设计。
二、VHDL语法和基本概念1.VHDL的结构VHDL程序由程序单元（unit）组成，程序单元是VHDL描述的最小单元。
程序单元包括实体（entity）、结构（architecture）、过程（process）和包（package）等。
2. 实体（entity）实体是VHDL描述电路模块的一个部分，包括输入输出端口、信号声明和实体标识符等。
3. 结构（architecture）结构描述了实体的具体电路结构和行为，包括组件声明、信号赋值和行为描述等。
VHDL入门教程
VHDL入门教程VHDL（Very High-Speed Integrated Circuit HardwareDescription Language）是一种硬件描述语言，用于设计数字电路和系统。
它是由美国国防部在20世纪80年代早期开发的，并由IEEE 1076标准化。
VHDL可以用于描述电路结构、电路行为和模拟。
一、VHDL概述VHDL是一种硬件描述语言，它允许工程师以更高级的语言编写硬件描述。
它可以描述电路结构、电路行为和模拟。
VHDL可以应用于各种电子系统的设计，从简单的数字逻辑门到复杂的处理器。
二、VHDL基本结构VHDL的基本结构包括实体声明、体声明和结构化代码。
实体声明描述了电路的接口，包括输入和输出。
主体声明描述了电路的行为。
结构化代码定义了电路的结构。
三、VHDL数据类型VHDL提供了多种数据类型，包括标量类型（比如整数和实数）、数组类型和记录类型。
每种类型都有其特定的操作和范围。
四、VHDL信号VHDL中的信号用于在电路中传递信息。
信号可以在过程中赋值，并且具有各种延迟属性。
信号还可以连接到模块的输入和输出端口，以实现电路之间的通信。
五、VHDL实体和体VHDL设计包含实体和体。
实体描述了电路的接口和连接，而体描述了电路的行为。
实体和体之间使用端口来传递信息。
六、VHDL组件VHDL中的组件用于将电路模块化，以实现更高层次的设计和复用。
组件可以在实体中声明，并在体中实例化。
七、VHDL并发语句VHDL中的并发语句用于描述电路中多个同时运行的过程。
并发语句包括并行语句、过程、并行块和并行时钟。
八、VHDL测试VHDL测试包括自动测试和手动测试。
自动测试使用测试工具和仿真器来验证电路的正确性。
手动测试包括使用仿真器进行手工测试和调试。
九、VHDL实例以下是一个简单的VHDL实例，实现了一个4位二进制加法器：```vhdllibrary IEEE;use IEEE.STD_LOGIC_1164.all;entity binary_adder isporta : in std_logic_vector(3 downto 0);b : in std_logic_vector(3 downto 0);sum : out std_logic_vector(4 downto 0);carry : out std_logicend binary_adder;architecture behavior of binary_adder isbeginprocess(a, b)variable temp_sum : std_logic_vector(4 downto 0);variable temp_carry : std_logic;begintemp_sum := ("0000" & a) + ("0000" & b);temp_carry := '0' when temp_sum(4) = '0' else '1';sum <= temp_sum;carry <= temp_carry;end process;end behavior;```上述VHDL代码定义了一个名为`binary_adder`的实体，它有两个4位输入`a`和`b`，一个5位输出`sum`和一个单一位输出`carry`。
EDA知识点汇总
EDA知识点汇总
一、VHDL基本概念
1、VHDL概念
VHDL（VHSIC（Very High Speed Integrated Circuit）Hardware Description Language）是用于描述硬件结构的高级语言，也是一种数字
系统设计语言，可以描述系统的逻辑结构，数据流，与特定硬件的映射实现，包括模块化，可重用，可综合和可测试特性，是精密，功能强大，拥
有仿真功能的高级硬件描述语言。
2、VHDL的作用
VHDL是一门语言，用它描述数字系统，使用它可以实现在抽象结构
与物理实现间的转换，也就是说VHDL把模型描述作为数字逻辑设计的一
部分，它把数字电路设计与电路的描述分离，实现了电路的抽象化，VHDL
作为一个设计语言，它既可以描述电路，也可以用于设计新的电路
3、VHDL的基本结构
VHDL由三部分组成，包括类型定义部分，声明部分，以及功能实现
部分；
（1）类型定义部分
类型定义部分提供了VHDL语言中的语法，包括数据类型、常量声明、变量声明、信号声明、类型定义等。
（2）声明部分
声明部分提供了用于定义数据类型和信号的描述，包括定义数据类型、变量声明、信号声明等。
（3）功能实现部分
功能实现部分描述了如何将信号和变量连接起来形成所需的逻辑功能。
VHDL知识点
VHDL程序的基本结构一个完整的VHDL语言程序通常包含库（Library）：如ieee, std, work等程序包（Package）实体（Entity）：I/O 端口结构体或构造体（Architecture）：具体描述电路所要实现的功能配置（Configuration）实体：用于描述所设计系统的外部接口特性；即该设计实体对外的输入、输出端口数量和端口特性。
结构体：用于描述实体所代表的系统内部的结构和行为；它描述设计实体的结构、行为、元件及内部连接关系。
库：存放已经编译的实体、结构体、程序包集合和配置。
程序包：存放各设计模块都能共享的数据类型、常数和子程序库；配置：实体对应多个结构体时，从与某个实体对应的多个结构体中选定一个作为具体实现。
保存的文件名与实体名字应该一致PORT（端口）说明PORT ( 端口名: 端口模式数据类型;端口名: 端口模式数据类型;…………) ;端口模式out (输出):只能被赋值，用于不能反馈的输出；in (输入):只能读，用于时钟输入、控制输入单向数据输入；inout(输入输出) :既可读又可被赋值，被读的值是端口输入值而不是被赋值，作为双向端口。
buffer(缓冲):类似于输出，但可以读，读的值是被赋值，用做内部反馈用，不能作为双向端口使用结构体的一般表达如下：ARCHITECTURE 结构体名称OF 实体名称IS[说明语句]可以不要BEGIN(功能描述语句)END ARCHITECTURE 结构体名称；功能描述语句：处于begin 与end 之间，描述结构体的行为与连接关系，它是构成结构体的主体。
描述实体的逻辑行为、以各种不同的描述风格表达的功能描述语句，或针对层次设计中，以元件例化语句为特征的外部元件（设计实体）端口间的连接。
库:是一些常用代码的集合。
库说明总是放在设计单元的最前面将常用代码存放到库中有利于设计的复用和代码共享，也可使代码结构更清晰；（1）IEEE 库IEEE 库定义了四个常用的程序包：std_logic_1164 (std_logic （8值）& std_ulogic （9值）逻辑值的逻辑运算） std_logic_arith (signed 、unsigned 数据类型的(算术、比较运算函数)std_logic_signed (std_logic_vector 类型数据的进行有符号算术、比较运算操作函数) std_logic_unsigned (std_logic_vector 类型数据进行无符号算术、比较运算操作函数)（2）STD 库（默认库）VHDL 的标准资源库，包括数据类型和输入/输出文本等内容。
第2章 VHDL语言基础
End 实体名;
端口名
端口模式
数据类型
（2）ENTITY
端口模式（MODE）有以下几种类型： IN ；OUT；INOUT ；BUFFER 端口模式可用下图说明：（黑框代表一个设计或模块）
IN
OUT
BUFFER
INOUT
二输入与门电路设计范例
Library std; Use std.standard.all;
（4）CONFIGURATION定义区
定义格式： Configuration 配置名 of 实体名 is for 选用的结构体名 end for； end configuration 配置名 ；
二输入与门电路设计范例
a c
b电Leabharlann 真值表abc
0
0
0
1
0
0
0
1
0
1
1
1
二输入与门电路设计范例
Architecture Na of and2 is
‘1’; 符号<=为信号直接赋值符。
End Na;
--结构体Na
Architecture Nb of and2 is
Begin
c <= a and b;
--and 为逻辑与操作
End Nb; --结构体Nb
Library ieee; Use ieee.std_logic_1164.all;
Entity half_adder is Port( x,y : in std_logic;sum,carry : out hlf_adder); End half_adder;
（4）CONFIGURATION定义区
一个完整VHDL电路设计必须有一个实体 和对应的结构体，即实体和结构体对构成一个 完整的VHDL设计。
第3章VHDL语法基础
--设初始值
FOR I IN 1 DOWNTO 0 LOOP
IF (A(I)=‘1’ AND B(I)=‘0’) THEN
A_LESS _B<=FALSE；
EXIT；
ELSIF (A(I)=‘0’ AND B(I)=‘1’) THEN
A_LESS _B<=TRUE；
--A<B
EXIT；
ELSE NULL；
PROCESS(A) IS
BEGIN TMP <=‘0’；
FOR N IN 0 TO 7 LOOP
TMP <=TMP XOR A(N)；
END LOOP； Y<= TMP；
结果：
END PROCESS；
Y=‘0’— A含偶数个‘1’，
END ARCHITECTURE ART；
Y=‘1’— A含奇数个‘1’。
BEGIN
PROCESS(A，B，C) IS
VARIABLE N： BOOLEAN；
BEGIN
C
IF A THEN N:=B；
ELSE N:=C； END IF； OUTPUT <=N； END PROCESS；
A
OUTPUT
B
对应的硬件电路
END ARCHITECTURE ART；
例3： 由两个2选1多路选择器构成的电路逻辑描述如图所示， 其中，当P1和P2为高电平时下端的通道接通。
A
S2 S1
D C
Z B A
ARCHITECTURE ART OF MUX41 IS
SIGNA S ：STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0)；
BEGIN
S<=S1 & S2；
VHDL入门易懂教程
VHDL入门易懂教程VHDL（VHSIC Hardware Description Language）是一种硬件描述语言，用于描述数字系统的行为，结构和时序。
它是一种用于设计和开发数字电路的语言，比如FPGA（Field-Programmable Gate Array）和ASIC （Application-Specific Integrated Circuit）。
本文将提供一个易懂的VHDL入门教程，以帮助初学者快速了解并上手VHDL语言。
一、VHDL概述VHDL最初是为了满足军事和航空航天领域的需求而开发的，目前已经成为了一种广泛使用的硬件描述语言。
它不仅可以用于系统级的设计，还可以用于模块级和门级的设计。
VHDL的设计思想是从高级抽象开始，逐步转化为底层的物理设计，这使得VHDL非常适合大型和复杂的设计项目。
二、VHDL语法1.声明语句在VHDL中，首先需要声明各种信号和变量，以便在后续的代码中使用。
声明语句的语法如下：```signal signal_name : signal_type := initial_value;variable variable_name : variable_type := initial_value;```其中，signal_name和variable_name为信号和变量的名称，signal_type和variable_type分别为信号和变量的类型，initial_value为信号和变量的初始值。
2.过程语句VHDL中的过程类似于程序中的函数，用于执行一系列的操作。
过程语句的语法如下：```process (sensitivity_list)begin-- codeend process;```sensitivity_list是一个由信号组成的列表，当列表中的任意一个信号发生变化时，过程会被触发执行。
过程中的代码为具体的操作。
3.结构语句VHDL中的结构语句用于描述数字系统的结构，也就是各个模块之间的连接关系。
VHDL语言快速入门必读
一·1。
数据类型BIT与STD_LOGIC有什么区别。
BIT类型的取值只能是0或1，没有不定状态X，也没有高阻态。
STD_LOGIC类型可以有9种不同的值，包括U—初始值，X-不定，0-0,1—1，Z—高阻态，W—弱信号不定，L—弱信号0，H弱信号1。
‘—’不可能情况.2.信号和变量的异同。
信号是全局量，只要在结构体中已经定义,就可以在结构体中的所有地方使用，信号的赋值符号是”〈=”，信号带入时可以附加延时，信号实际带入过程和带入语句的处理时分开进行的。
变量是局部量，只能在进程，子程序内部定义和使用,变量的赋值符号是“：="，变量的赋值是立即执行的，不能附加延时。
3.VHDL语言的基本顺序语句和并行语句有哪些？双性语句：信号带入语句顺序语句：WHAT语句，断言语句,变量赋值语句,IF语句，CASE语句，LOOP语句，NEXT语句,EXIT语句,过程调用语句，NULL语句。
并行语句：进程（PROCESS）语句，条件带入语句,选择信号带入语句，并发过程调用语句，块语句。
4.用VHDL语言进行硬件设计的流程是什么？1。
分析实际的需求2确定芯片的功能3。
用VHDL 语言描述改元件4.编译，如果有错误修改后再编译直至编译通过。
5。
仿真，如果仿真不符合设计要求，修改程序直至仿真通过。
6。
测试7.综合，8.下载到实际的芯片上。
5.基本的硬件描述语言的种类有哪些?美国国防部开发的VHDL。
Verilog公司开发的Verilog-HDL.日本电子工业振兴协会开发的UDL/I语言。
6.VHDL语言中包含的库的种类有哪些？库：是经编译后的数据的集合，它存放包集合定义，实体定义,构造体定义，和配置定义。
库的种类:1.IEEE库，2。
STD库，3。
面向ASIC 的库，4.WORK库，5。
用户定义库7.IEEE库中所包含的基本类型转换函数有1。
包含程序所用的库LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164。
VHDL语言的基本知识点罗列
其它语句end process;* 敏感表中只能有一个时钟信号* wait on 语句只能放在进程的最前面或者最后面* 时钟的边沿描述描述时钟一定要指明是上升沿还是下降沿上升沿到来的条件:IF clk=’1’ AND clk’LAST_VALUE=’0’ AND clk’EVENT 下降沿到来的条件:IF clk=’0’ AND clk’LAST_VALUE=’1’ AND clk’EVENT 关于时钟信号的总结:IF clock_signal=current_value ANDclock_signal’LAST ANDclock_siganl’EVENT可以简单写为:IF clock_signal=clock_siganl’EVENT AND current_value. 复位信号*同步复位当复位信号有效且在给定的时钟边沿到来时,触发器才被复位. 例1:process (clock)beginif (clock_edge_condition) thenif (reset_condition) thensignal_out<=reset_value;elsesignal_out=signal_in;:其它语句:end if;end if;end process;例2:process(clock)if (clock’event and clock=’1’) thenif reset=’1’ thencount<=’0’;elsecount<=count+1;end if;end if;end process;此例中,敏感表中只有时钟信号,因为只有时钟到来时才能复位.* 异步复位只要复位信号有效,触发器就被复位,所以敏感表中除时钟信号外,还需要复位信号例1:process(reset_signal,clock_signal)beginif (reset_signal) thensignal_out<=reset_value;elsif (clock_event and clock_edge_condition) thensignal_out<=signal_in;:其它语句:end if;end process;例2:process(clock,reset)beginif reset=’1’ thencount<=’0’;elsif clock’event and clock=’1’ thencount<=count+1;end if;end process;。
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VHDL语言的基本知识点罗列1 VHDL语言的标识符VHDL中的标识符可以是常数、变量、信号、端口、子程序或参数的名字。
使用标识符要遵守如下法则：a）标识符由字母（A…Z；a…z）、数字和下划线字符组成。
任何标识符必须以英文字母开头。
λ末字符不能为下划线。
λb）不允许出现两个连续下划线。
标识符中不区分大小写字母。
λVHDL定义的保留子或称关键字，不能用作标识符。
λc） VHDL中的注释由两个连续的短线（--）开始，直到行尾。
以下是非法标识符：-Decoder —起始不能为非英文字母3DOP —起始不能为数字Large#number —“#”不能成为标识符的构成符号Data__bus —不能有双下划线Copper_ —最后字符不能为下划线On —关键字不能用作标识符。
注：在AHDL语言中标识符要区分大小写，但在VHDL语言中不区分大小写。
所以写程序时，一定要养成良好的书写习惯，应用关键字时用大写，自己定义的标识符用小写。
标识符表示的几种数据对象的详细说明如下：1) 常数（Constant ）常数是一个固定的值，主要是为了使设计实体中的常数更容易阅读和修改。
常数一被赋值就不能在改变。
一般格式：CONSTANT 常数名：数据类型：=表达式；例：CONSTANT Vcc: REAL: =5.0;—设计实体的电源电压指定常数所赋得值应与定义的数据类型一致。
常量的使用范围取决于它被定义的位置。
程序包中定义的常量具有最大的全局化特性，可以用在调用此程序包的所有设计实体中；设计实体中某一结构体中定义的常量只能用于此结构体；结构体中某一单元定义的常量，如一个进程中，这个常量只能用在这一进程中。
2) 变量（Variable）变量是一个局部变量，它只能在进程语句、函数语句和进程语句结构中使用。
用作局部数据存储。
在仿真过程中。
它不像信号那样，到了规定的仿真时间才进行赋值，变量的赋值是立即生效的。
变量常用在实现某种算法的赋值语句中。
一般格式：VARIABLE 变量名数据类型约束条件：=表达式；例：VARIABLE x,y:INTEGER; —定义x,y为整数变量VARIABLE count: INTEGER RANGE0 TO255:=10; —定义计数变量范围变量的适用范围仅限于定义了变量的进程或子程序中。
若将变量用于进程之外，必须该值赋给一个相同的类型的信号，即进程之间传递数据靠的信号。
变量赋值语句的语法格式如下：目标变量：=表达式；变量赋值符号是“：=”。
赋值语句右方的表达式必须是一个与目标变量有相同数据类型的数值。
变量不能用于硬件连线和存储元件。
3) 信号（Signal）信号是描述硬件系统的基本数据对象，它类似于连接线，它除了没有数据流动方向说明以外，其它性质与实体的端口（Port）概念一致。
变量的值可以传递给信号，而信号的值不能传递给变量。
信号通常在构造体、包集合和实体中说明。
信号说明格式为：SIGNAL 信号名：数据类型；信号初始值的设置不是必需的，而且初始值仅在VHDL的行为仿真中有效。
1．变量变量只能在进程、函数和过程中使用，一旦赋值立即生效。
例：VARIABLE x, y: INTEGER;VARIABLE count: INTEGER RANGE 0 TO 255:=10;2．信号信号除了没有方向的概念以外几乎和端口概念一致。
例：SIGNAL sys_clk: BIT:=‟0‟;SIGNAL ground: BIT:=‟0‟在程序中，信号值输入信号时采用代入符”<=”，而不是赋值符“：=”，同时信号可以附加延时。
信号传送语句：s1<=s2 AFTER 10ns信号是一个全局量，可以用来进行进程之间的通信3．信号与变量的区别：信号赋值可以有延迟时间，变量赋值无时间延迟；信号除当前值外还有许多相关值，如历史信息等，变量只有当前值；进程对信号敏感，对变量不敏感；信号可以是多个进程的全局信号，但变量只在定义它之后的顺序域可见；信号可以看作硬件的一根连线，但变量无此对应关系。
2 VHDL语言的数据类型VHDL语言提供了许多标准的数据类型，用户也可自定义数据类型，这样使VHDL语言的描述能力和自由度进一步提高。
但VHDL语言的数据类型的定义相当严格，不同类型之间的数据不能直接代入。
而且相同数据类型，但位长不同的也不能直接代入，否则EDA工具在编译综合时会报告类型错。
因此，为了熟练地使用VHDL 语言编写程序，必须很好的理解各种数据意义。
2.1. VHDL标准的数据类型1) 整数（Integer）整数类型的数代表正整数、负整数和零，表示的范围-（231-1）～（231-1），它与算术整数相似，可进行“+”，“-”，“*”，“/”等算术运算，不能用于逻辑运算。
2) 实数（Real）实数类型也类似于数学上的实数，或称浮点数，表示范围为-1.0E38～1.0E38.3) 位（Bit）在数字系统中信号通常采用一个位来表示，取值值能是1获0。
4) 位矢量（Bit_Vector）位矢量是用双引号括起来的一组位数据，使用位矢量必须注明位宽。
例如：SIGNALａ：ＢＩＴ＿ＶＥＶＣＴＯＲ（７ｔｏ０）信号ａ被定义为一个具有８位位宽的矢量，最左位为ａ（７），最右位为ａ（０）。
5) 布尔量（Boolean）一个布尔量具有两个状态：“真”或“假”。
布尔量不属于数值，因此不能用于运算，它只能通过关系运算符获得。
一般这一类型的数据初始值总为FALSE.6) 字符（Character）字符也是一种数据类型，字符类型通常用单引号引起来，如…A‟。
字符类型区分大小写，如…B‟不同于…b‟。
7) 字符串（String）字符串是由双引号括起来的一个字符序列，也称字符矢量或字符串数组。
常用于程序的提示和说明，如“STRING”等。
8) 时间（Time）时间是一个物理数据。
完整的时间类型包括整数和单位两部分；整数与单位之间至少留一个空格，如55 ms，2 ns。
在包集合STANDARD中给除了时间的预定义，其单位为fs，ps，ns，us，ms，sec，min，hr。
在系统仿真时，时间数据很有用，可用它表示信号延时，从而使模型系统能更逼近实际系统的运行环境。
9) 错误等级（Severity Level）在VHDL仿真器中，错误等级用来指示设计系统的工作状态，它有四种：NOTE（注意）、WARNING（警告）、ERROR（出错）、FAILURE（失败）。
在仿真过程中，可输出这四种状态以提示系统当前的工作状态。
10) 自然数（Natural）和正整数（Positive）自然数是整数的一个子类型，非负的整数，即为零和正整数。
而Positive只能为正整数。
2.2. IEEE预定义标准逻辑位与矢量在IEEE库的程序包STD_LOGIC1164中，定义了两个重要的数据类型，即标准逻辑位STD_LOGIC和标准逻辑矢量STD_LOGIC_VECTOR，使得STD_LOGIC数据可以具有如下的9种不同的值：“U”—初始值“0”—0“Z”—高阻“L”—弱信号0“X ”—不定“1”—1“W”—弱信号不定“H”—弱信号1“_”—不可能情况注意在使用该类型数据时，在程序中必须写出库说明语句和使用包集合的说明语句。
3 VHDL语言的运算操作符在VHDL语言中共用4类操作符，可以分别进行逻辑运算（Logic）、关系运算（Relational）、算术运算（Arithmetic）和并置运算（Concatenation）。
被操作符所操作的对象是操作数，且操作数的类型应该和操作符所要求的类型相一致。
需要注意的是，各家EDA综合软件对运算操作符支持程序各不相同，使用时应参考综合工具说明。
1) 逻辑运算符运算符在VHDL语言中逻辑运算符有6种，他们分别为：NOT(非)OR（或）AND（与）NOR（或非）NAND（与非）XOR（异或）2) 关系运算符关系运算符它们分别是：=（等于）/=（不等于）<（小于）<=（小于等于）>（大于）>=（大于等于）3) 算术运算符+(加)/（除）SLL（逻辑左移）ROR（逻辑循环右移）-（减）MOD（求模）SRL（逻辑右移）ABS（取绝对值）*（乘）REM（取余）SLA（算术左移）4) 其他运算符<=（信号赋值）：=（信号赋值）-（负）+ （正）& （并置运算符，用于位的连接）=>（并联运算符，在元件例化时可用于形参倒实参的映射）4 VHDL语言的结构VHDL语言主要组成构件有设计实体（Entity）、结构体（Architecture）、子程序（Function Procedure ）、集合包（Package）和库（Library），前四种称为可编译的设计单元。
一个VHDL 设计就是有这四种构件的组成，编译之后将它们放在制定的库中共享。
其中，实体用于描述设计的接口界面信号，它规定端口数目，端口方向和端口类型。
它与硬件电路设计中的符号相对应。
而结构体指定设计的真实行为，性能和结构，与硬件电路设计中的原理图相对应。
子程序是可被调用的执行某一特定功能算法的集合。
集合包则是为了使常用的数据类型、常数和子程序对于其他设计块可用而集中充放的一批设计单元和约定。
4.1 设计实体实体的定义语法为：ENTITY 实体名IS[端口说明]；END 实体名；端口说明书写格式如下：PORT（端口名{，端口名}：方向数据类型名；………………端口名{，端口名}：方向数据类型名）；例如，一个二选一路数据选择器的设计实体可描述如下：ENTITY selection ISPORT（a, b, sel: IN BIT;C : OUT BIT );END selection;4.2 构造体用于描述系统内部的结构和行为。
构造体部分定义了设计单元的具体功能（行为）。
1. 构造体句法如下：ARCHITECTURE 构造体名OF 实体名IS[定义语句]内部信号，常数，数据类型，函数等的定义；BEGIN[并行处理语句]；END 构造体名；例如：ARCHITECTURE dataflow OF selection ISBEGINq<=(a AND set) OR (NOT sel AND d1);END dataflow;4.2.1 构造体的子结构描述在规模较大的电路设计中，全部电路都用唯一的一个模块来描述是非常不方便的。
为此，电路设计者总希望将整个电路分成若干个相对比较大的模块来进行电路的描述。
这样，一个构造体可以用几个子结构，既相对比较独立的几个模块来构成。
VHDL语言可以有以下三种形式的子结构描述语句：1) 子程序：VHDL提供两种子程序：函数(FUNCTION)和过程(PROCEDURE)函数函数的定义形式如下：FUNCTION<函数名称><接口表>RETURN<数据类型>IS[定义语句]；BEGIN<函数语句部分>；END 函数名称；.下面是一个比较器的例子：FUNCTION max(a, b: INTEGER) RETURN INTEGER IS BEGINIF (a>=b)THEN RETURN a;ELSE RETURN b;END IF;END max;一个函数定义好后，可以在其它地方调用。