硬件描述语言HDL的现状与发展
HDL语言实现恒虚警率
HDL语言实现恒虚警率李淑萍(船舶重工集团公司723所,扬州225001)摘要介绍了广泛用于雷达信号处理之中的恒虚警率的基本原理,并运用自顶向下的设计分析方法,给出了采用Alter公司AHDL语言和EPLD10k器件进行的设计。
关键词恒虚警率(CFAR)硬件描述语言(HDL)自顶向下0引言雷达信号的检测不仅是以接收机的内部噪声为背景,而且还要有地物、海浪、气象等杂波存在,也还可能存在人为干扰,它们的强度比内部噪声电平高的多。
从这些强杂波或强干扰中提取信号,不仅要有一定的信杂比,而且必须对杂波或干扰做恒虚警处理,否则对应于一定的检测门限,如果杂波或干扰电平增大几分贝,虚警率就会大大增加,以致使计算机过载或操作员应接不暇。
随着杂波类型的不同,要采用不同的恒虚警率处理方法,本文就对于大片的气象、海浪杂波处理效果比较好的几何单元平均恒虚警率电路的实现展开讨论。
1HDL语言的发展与特点随着设计的数字电路系统复杂性的增加和规模的扩大,基于门级描述的传统电原理图方法变得不易理解,而且很难完成大型系统的设计。
因此很需要一种更高级更抽象的自顶向下的设计方法,基于寄存器级的硬件描述语言HDL语言也就应运而生,使得硬件设计人员摆脱了门级设计,可以把精力主要放在寄存器级和系统级设计,设计电路的规模大幅度提高。
HDL语言与面向对象的程序设计语言相比,主要有以下不同两点:(1)具有典型的程序设计语言所不具有的并行性。
由于硬件可以在相同的时间进行多种功能的操作,因此HDL必须具有并行性。
(2)具有典型的程序设计语言所不具有的时间概念。
由于在硬件中,从输入到输出存在延时,因此HDL必须具有时间概念,来为这些延时提供描述。
2用HDL语言实现CFAR在实际工作中,采用了Altera公司的MaxplusÒ为开发工具,运用了Altera的HDL 语言(AHDL)和大型的可编程逻辑器件EPLD10k系列来进行设计。
2.1CFAR的原理一般地面监视雷达主要希望在强杂波背景下检测到目标并读出起始距离,因此窄带多卜勒滤波器的输出取幅后,可将同一距离单元的窄带滤波器输出加以适当合并,合并前,各滤波器必须采用单独的恒虚警率处理(CFAR),即取一个自适应门限值,保持输出的虚警率不超过给定值,这样就可以把杂波的输出压低到接近噪声的水平。
HDL简介
HDL简介简单介绍电子系统设计方法的演变过程，以及什么是HDL，为什么使用HDL，并且给出了EDA设计的典型流程，最后讲述了HDL的最新发展。
1．1 电子系统设计方法的演变过程自1959年第一片集成电路问世以来，至今已有40多年了。
随着科学技术的不断进步，人类社会已进入高度发达的信息社会。
信息社会的发展以信息产业的进步为动力，而信息产业的核心是集成电路。
现代集成电路在性能提高、复杂度增加的同时，不仅价格呈下降趋势，而且产品更新换代的频率也越来越快。
实现这种进步的主要原因是集成电路的生产制造技术和设计技术的发展。
前者以微细加工技术为代表，目前已进展到深亚微米阶段，现在集成电路制造厂商可以在几平方厘米的硅圆晶片上集成数千万乃至上亿只晶体管，当前的微型计算机处理器的制造工艺已经达到了0．18gm，并正向0．13[tm过渡：后者的核心是EDA技术，EDA是指以计算机为工作平台，把应用电子技术、计算机技术、智能化技术等融合在一个电子CAD通用软件包中，辅助进行三方面的电子设计工作：集成电路设计、电子电路设计以及PCB设计。
制作工艺的进步和EDA技术的发展是相辅相成的。
没有EDA技术的支持，要完成上述超大规模集成电路的设计制造是不可想象的：反之，生产制造技术的不断进步又必将对EDA技术提出更高的要求。
回顾40多年来电子系统(集成电路)设计自动化的发展，可将EDA技术分为三个阶段：1)CAD阶段(20世纪60年代一80年代初期) CAD阶段分别研制了一些单独的软件工具，主要有PCB(Printed Circuit Board)布线设计、电路模拟、逻辑模拟及版图的绘制等，即此时人们已经开始用计算机辅助进行IC版图编辑、PCB布局布线，取代了手工操作，产生了计算机辅助设计的概念。
例如，目前常用的PCB布线软件T ango以及用于电路模拟的Spice软件和后来产品化的IC版图编辑与设计规则检查等软件都是这个时期的产品。
Verilog HDL数字设计教程(贺敬凯)第1章
路网表。
第1章 Verilog HDL数字设计综述
波形图输入方法则是将待设计的电路看成是一个黑盒子，
只需告诉EDA工具该黑盒子电路的输入和输出时序波形图，
EDA工具就可以完成黑盒子电路的设计。 原理图输入方法是一种类似于传统电子设计方法的原理 图编辑输入方式，即在EDA软件的图形编辑界面上绘制能完 成特定功能的电路原理图。原理图由逻辑器件(符号)和连接
理图和信号的连接表，如果是一个大的系统，将是一大摞图
纸，以后系统若出现问题，查找、修改起来都很麻烦。
第1章 Verilog HDL数字设计综述
上述过程是从底层开始，或在已有的功能模块的基础上 来搭建高层次的模块直至整个系统的。因此这种传统的电子 系统的设计过程是一种自底向上(Bottom-Up)的设计，设计 过程必须从存在的基本单元模块出发，基本单元模块必须是 已经设计成熟的标准单元模块或其他项目已开发好的单元模 块。
第1章 Verilog HDL数字设计综述
本书所有设计最终的实现目标主要定位于FPGA，因此下
面重点介绍FPGA的开发流程。FPGA的EDA开发流程如图1-3
所示。
第1章 Verilog HDL数字设计综述
图1-3 FPGA的EDA开发流程
第1章 Verilog HDL数字设计综述
从图1-3可以看出，FPGA的开发流程与图1-2所示的用 EDA工具设计数字系统的流程基本相同，都需要设计输入、 功能仿真、逻辑综合、布局布线(适配)、时序仿真、物理实 现等几个步骤。下面将分别介绍主要设计模块的功能特点。
第1章 Verilog HDL数字设计综述
1. 设计输入 在EDA软件平台上开发FPGA/CPLD时，首先要将电路系 统以一定的表达方式输入计算机。通常，EDA工具的设计输 入可分为以下两种类型：
硬件描述语言
硬件描述语言硬件描述语言（HardwareDescriptionLanguage，HDL），是一种特殊的编程语言，旨在帮助设计人员（称作HDL程序员）创建电子系统的软硬件。
它支持现在最先进的电子系统，并能够提供开发方案，以更快地实现目标，更有效地使用更少的资源，并且更稳定地完成任务。
HDL是一种高级程序设计语言，由若干种编程语言构成，其中包括Verilog，VHDL, SystemVerilog等。
HDL语言描述技术主要用于描述单片机或模拟集成电路（IC）中的复杂电路结构和功能。
它以硬件参数、原语和结构描述为基础，能够描述逻辑系统的底层电路，比如门逻辑、触发器、多路选择器、比较器等。
HDL具有许多优点，能够极大地降低电路设计的困难程度，同时简化设计的复杂性和过程，可以提高设计效率和提升最终产品的性能。
HDL提供方便的调试和测试功能，可以支持电路设计过程管理，减少产品设计和开发的工作量。
此外，HDL能够提供标准、可重用的描述，以及可读性好的语法，可以显著简化设计过程。
HDL的另一个重要优点是，它可以帮助HDL程序员创建更复杂、更现代化的电路设计，而不需要编译器和其它复杂的程序设计开发工具。
HDL可以提供电路设计过程中所需的所有功能，包括定义电路功能，输入输出管理，系统级构建，网络结构，状态机控制，信号处理，数据传输等。
它还利用可视化技术以及带有标准和完善的接口，能够更快地识别和定位问题，大大降低了调试产品的时间。
HDL的另一个优点在于，它具有许多可扩展性，无需为每个项目开发新的硬件。
HDL能够有效地管理工厂现有的系统设计，例如将新的硬件模块添加到已有的电路框架中，并且能够有效地利用已有的硬件，尽可能减少更改硬件布局的时间。
当今，HDL已经成为电子行业中最专业化的编程语言，并被广泛应用于微处理器、嵌入式系统、数字信号处理（DSP）、模拟信号处理（ASP）、网络交换、存储器系统，以及其它领域。
HDL在加速设计过程、改善产品质量、减少产品成本方面十分有用，是现今许多企业进行电子产品设计的重要工具。
HDL简介
一、HDL不是硬件设计语言过去笔者曾碰到过不少VHDL或Verilog HDL的初学者问一些相似的问题，诸如如何实现除法、开根号，如何写循环语句等等。
在这个论坛上，也时常能看到一些网友提出这一类的问题。
对于这些问题，首先要明确的是VHDL和Veriglog并非是针对硬件设计而开发的语言，只不过目前被我们用来设计硬件。
HDL是Hardware Description Language的缩写，正式中文名称是“硬件描述语言”。
也就是说，HDL并不是“硬件设计语言(Hardware Design Langu age)”。
别看只差这一个单词，正是这一个单词才决定了绝大部分电路设计必须遵循RTL的模式来编写代码，而不能随心所欲得写仅仅符合语法的HDL代码。
二、HDL的来历之所以是“硬件描述语言”，要从HDL的来历说起。
VHDL于1980年开始在美国国防部的指导下开发，完成于1983年，并于1987年成为IEEE 的标准。
当初开发这种语言，是出于美国国防部采购电子设备的需要。
美军的装备采购自私人企业，时常要面对这样一种风险：如果某种武器大量装备部队，而其中某个零件的供应商却在几年后倒闭了，那这种武器的再生产、维修和保养都会出现大问题。
而电子设备、尤其是集成电路的内部结构较为复杂，若出现前面所说的情况要找其他公司生产代用品非常困难。
于是美国防部希望供应商能以某种形式留下其产品的信息，以保证一旦其破产后能由其他厂商迅速生产出代用品。
显然，当初的设计文档显然是不能交出来的，这在美国会涉及商业机密和知识产权问题。
于是美国防部就想出了一种折衷的方法——描述硬件的语言，也就是VHDL。
通过VHDL，供应商要把自己生产的集成电路芯片的行为描述出来：比如说，加了什么样的信号后过多少时间它能输出什么等等。
这样，如果有必要让其他厂商生产代用品，他们只需照着VHDL 文档，设计出行为与其相同的芯片即可。
这样的代用品相当于是新厂商在不了解原产品结构的情况下独立设计的，所以不太会涉及知识侵权。
什么是VHDL？
什么是VHDL？VHDL 语言的英文全名是Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language ，即超高速集成电路硬件描述语言。
HDL 发展的技术源头是：在HDL 形成发展之前，已有了许多程序设计语言，如汇编、 C 、Pascal 、Fortran 、Prolog 等。
这些语言运行在不同硬件平台和不同的操作环境中，它们适合于描述过程和算法，不适合作硬件描述。
CAD 的出现，使人们可以利用计算机进行建筑、服装等行业的辅助设计，电子辅助设计也同步发展起来。
在从CAD 工具到EDA 工具的进化过程中，电子设计工具的人机界面能力越来越高。
在利用EDA 工具进行电子设计时，逻辑图、分立电子原件作为整个越来越复杂的电子系统的设计已不适应。
任何一种EDA 工具，都需要一种硬件描述语言来作为EDA 工具的工作语言。
这些众多的EDA 工具软件开发者，各自推出了自己的HDL 语言。
HDL 发展的社会根源是：美国国防部电子系统项目有众多的承包公司，由于各公司技术路线不一致，许多产品不兼容，他们使用各自的设计语言，使得甲公司的设计不能被乙公司重复利用，造成了信息交换困难和维护困难。
美国政府为了降低开发费用，避免重复设计，国防部为他们的超高速集成电路提供了一种硬件描述语言，以期望VHDL 功能强大、严格、可读性好。
政府要求各公司的合同都用它来描述，以避免产生歧义。
由政府牵头，VHDL 工作小组于1981 年6 月成立，提出了一个满足电子设计各种要求的能够作为工业标准的HDL 。
1983 年第 3 季度，由IBM公司、TI 公司、Intermetrics 公司签约，组成开发小组，工作任务是提出语言版本和开发软件环境。
1986 年IEEE 标准化组织开始工作，讨论VHDL语言标准，历时一年有余，于1987 年12 月通过标准审查，并宣布实施，即。
HDL软件介绍范文
HDL软件介绍范文HDL（硬件描述语言）是一种用于描述数字系统硬件结构的语言，它可以用于设计和模拟数字电路。
HDL软件是一种用于编写和分析HDL代码的工具，它可以帮助工程师有效地设计和验证复杂的硬件系统。
在HDL软件中，设计师可以使用HDL语言编写硬件描述代码。
这些代码描述了系统中各个组件的功能和连接关系。
HDL软件可以根据这些代码生成电路图，以便设计师可以更直观地理解系统结构。
2.编译器：HDL软件附带了一个编译器，它用于将HDL代码编译为可执行文件。
编译器将代码转换为等效的逻辑电路，并生成电路图。
3.仿真器：HDL软件具有内置的仿真器，用于模拟设计的行为。
仿真器可以加载编译后的代码，并通过模拟输入信号来观察输出信号。
这使得设计师可以在实际制造硬件之前对设计进行测试和验证。
4.调试器：HDL软件提供了一个调试器，设计师可以使用它来分析仿真结果和调试代码。
调试器允许设计师在仿真过程中设置断点，并观察变量的值和信号波形。
5.特殊工具：HDL软件通常还包含一些特殊工具，用于执行特定的任务。
例如，一些HDL软件提供了时序分析工具，用于分析和优化数字电路的时序性能。
其他工具可能包括布线工具和综合工具，以进一步优化硬件设计。
在选择HDL软件时，设计师应考虑以下几个因素：1.可用性：设计师应选择易于使用的HDL软件，它提供了直观的界面和丰富的文档资料。
2.功能：HDL软件的功能应满足设计需求。
设计师应评估软件是否支持所需的HDL语言和仿真器特性。
3.兼容性：HDL软件应与其他工具和硬件设备兼容，以便与其他软件一起使用。
4.性能：设计师应评估HDL软件的性能，包括编译时间和仿真速度。
较快的编译和仿真能够显著提高设计效率。
5.社区支持：设计师应考虑选择具有活跃的用户社区和论坛的HDL软件。
这样可以更容易地获取帮助和解决问题。
目前市面上有多种HDL软件可供选择，其中一些比较流行的软件包括：1. Xilinx ISE：这是一款由Xilinx开发的HDL软件，用于设计和验证FPGA和ASIC。
EDA技术与Verilog设计王金明版第12章Verilog语言的发展
EDA技术与Verilog设计王金明版第12章Verilog语言的发展EDA技术与Verilog设计是现代数字电路设计中非常重要的两个方面。
EDA技术（Electronic Design Automation）是指利用计算机辅助设计工具来帮助进行电子系统的设计和验证。
Verilog是一种硬件描述语言（HDL），用于设计和描述数字电路。
本文将重点介绍Verilog语言的发展。
Verilog语言最初由Gateway Design Automation公司的Phil Moorby和Prabhu Goel于1983年开始开发，用于辅助数字电路设计。
当时的数字电路设计主要使用原理图和编程方式，导致设计效率低下和错误的增多。
为了解决这些问题，硬件描述语言应运而生。
最早的Verilog语言是在原始C语言的基础上进行扩展，引入了许多与硬件相关的特性。
这使得Verilog的语法相对于C语言更加接近硬件描述。
Verilog语言可以描述电路的功能和结构，包括时序逻辑、组合逻辑、寄存器和存储器等。
随着硬件设计需求的不断增加，Verilog语言不断发展。
VerilogHDL 1364标准于1995年发布，引入了许多新的功能和特性。
其中最重要的是系统任务和函数，用于模拟系统级行为。
SystemVerilog语言于2002年推出，是Verilog HDL的扩展，引入了更多的高层次设计特性和验证特性。
Verilog语言的发展主要有以下几个方面的影响：1. 高层次综合（High-Level Synthesis，HLS）技术的发展对Verilog语言产生了深远的影响。
HLS技术允许设计者以高层次的抽象描述电路功能，然后将其自动转化为硬件电路。
这大大提高了设计的效率和可移植性。
Verilog语言的发展也使得其更加适合进行高层次综合。
2. 验证技术的发展也推动了Verilog语言的演进。
在设计过程中，验证是非常重要的一环。
随着电路规模的不断增加，传统的模拟仿真已经无法满足验证的需求。
(完整版)HDL的历史、现状与发展
HDL发展的历史、现状和发展成员：岳俊峰 3113032010于洋 3113030021一、HDL简介HDL(Hardware Description Language)，是一种硬件描述语言。
它是用来描述电子电路（特别是数字电路）功能、行为的语言，可以在寄存器传输级、行为级、逻辑门级等对数字电路系统进行描述。
随着自动化逻辑综合工具的发展，硬件描述语言可以被这些工具识别，并自动转换到逻辑门级网表，使得硬件描述语言可以被用来进行电路系统设计，并能通过逻辑仿真的形式验证电路功能。
设计完成后，可以使用逻辑综合工具生成低抽象级别（门级）的网表（即连线表）。
硬件描述语言在很多地方可能和传统的软件编程语言类似，但是最大的区别是，前者能够对于硬件电路的时序特性进行描述。
硬件描述语言是构成电子设计自动化体系的重要部分。
小到简单的触发器，大到复杂的超大规模集成电路（如微处理器），都可以利用硬件描述语言来描述。
二、HDL语言的发展历史广泛应用的硬件描述语言主要有：ABEL语言、Verilog语言、和VHDL语言，Superlog语言、SystemC等。
其中Verilog语言和VHDL语言最为流行。
下面是几种语言的发展历史。
2.1 VHDL早在1980年，因为美国军事工业需要描述电子系统的方法，美国国防部开始进行VHDL 的开发。
1982年VHDL正式诞生。
1987年，由IEEE（Institute of Electrical and Electro-nics Engineers）将VHDL制定为标准。
参考手册为IEEE VHDL语言参考手册标准草案1076/B版，于1987年批准，称为IEEE 1076-1987。
自IEEE公布了VHDL的标准版本，IEEE-1076（简称87版)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的硬件描述语言。
[硬件描述语言verilog]硬件描述语言HDL的现状与发展
![[硬件描述语言verilog]硬件描述语言HDL的现状与发展](https://img.taocdn.com/s3/m/1b1a5c0117fc700abb68a98271fe910ef12dae75.png)
[硬件描述语言verilog]硬件描述语言HDL的现状与发展硬件描述语言HDL是一种用形式化方法描述数字电路和系统的语言。
利用这种语言，数字电路系统的设计可以从上层到下层（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，利用电子设计自动化（EDA）工具，逐层进行仿真验证，再把其中需要变为实际电路的模块组合，经过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或现场可编程门阵列FPGA自动布局布线工具，把网表转换为要实现的具体电路布线结构。
目前，这种高层次(high-level-design)的方法已被广泛采用。
据统计，目前在美国硅谷约有90%以上的ASIC和FPGA采用硬件描述语言进行设计。
硬件描述语言HDL的发展至今已有20多年的历史，并成功地应用于设计的各个阶段：建模、仿真、验证和综合等。
到20世纪80年代，已出现了上百种硬件描述语言，对设计自动化曾起到了极大的促进和推动作用。
但是，这些语言一般各自面向特定的设计领域和层次，而且众多的语言使用户无所适从。
因此，急1/ 3需一种面向设计的多领域、多层次并得到普遍认同的标准硬件描述语言。
20世纪80年代后期，VHDL和VerilogHDL语言适应了这种趋势的要求，先后成为IEEE标准。
现在，随着系统级FPGA以及系统芯片的出现，软硬件协调设计和系统设计变得越来越重要。
传统意义上的硬件设计越来越倾向于与系统设计和软件设计结合。
硬件描述语言为适应新的情况，迅速发展，出现了很多新的硬件描述语言，像Superlog、SystemC、CynlibC++等等。
究竟选择哪种语言进行设计，整个业界正在进行激烈的讨论。
因此，完全有必要在这方面作一些比较研究，为EDA设计做一些有意义的工作，也为发展我们未来的芯片设计技术打好基础。
1目前HDL发展状况目前，硬件描述语言可谓是百花齐放，有VHDL、Superlog、Verilog、SystemC、CynlibC++、CLevel等等。
hdl硬件描述语言
hdl硬件描述语言
HDL是Hardware Description Language的缩写，即硬件描述语言。
它是一种用于描述数字电路的语言，包括了数字电路的功能、结构和行为等方面。
HDL 通常用于设计和模拟数字电路，以帮助工程师更好地理解数字电路的功能和性能，并在设计电路时提供一种有效的工具。
在HDL中，通常使用的是高级语言来描述电路的功能和行为，比如Verilog和VHDL。
这些语言提供了一些强大的特性，如模块化设计、层次结构、波形仿真等，使得电路的设计和测试变得更加高效、方便和准确。
HDL的设计流程通常包括以下几个步骤：首先，需要将所需的电路功能转化为模块化的设计，比如将复杂的电路分解为多个子模块；其次，需要使用HDL语言编写每个模块的描述，包括模块端口定义、内部逻辑和功能描述等；接下来，需要进行波形仿真以验证电路的功能和性能；最后，需要将HDL代码转化为实际的硬件电路，比如使用FPGA或ASIC等技术将代码烧入硬件芯片中。
总之，HDL是一种用于描述数字电路的语言，它可以帮助工程师更好地理解和设计数字电路，提高电路设计和测试的效率和准确性。
融合硬件描述语言提高设计数字电路能力
融合硬件描述语⾔提⾼设计数字电路能⼒0引⾔随着专⽤集成电路中可编程逻辑器件的发展，新的数字系统设计正愈来愈多地采⽤可编程逻辑器件实现[1-2]。
因此，可编程逻辑器件代表了现代数字技术的发展⽅向[3]。
随着现代电⼦技术和信息技术的飞速发展，数字电路已从简单的电路集成⾛向数字逻辑系统集成，即把整个数字逻辑系统制作在⼀个芯⽚上（SOC）。
随着可编程逻辑器件的⼴泛应⽤，硬件描述语⾔（Hard Description Language，HDL）已成为数字系统设计的主要描述⽅式[4-5]。
采⽤硬件描述语⾔对数字系统进⾏描述是现代数字系统设计的发展⽅向，掌握硬件描述语⾔⼗分必要。
⽬前较为流⾏的硬件语⾔有VHDL、Verilog HDL等。
由于硬件描述语⾔描述电路具有许多优点，本⽂提出在数字电路的教学中，融合硬件描述语⾔进⾏数字电路的描述，便于提⾼对数字电路的理解，且能够提⾼创新设计能⼒[6]。
1硬件描述语⾔的优点（1）采⽤⾃上⾄下的设计⽅法数字系统已经发展到超⼤规模集成电路⽅向。
过去设计采⽤分离元件和⼩规模集成电路的设计⽅法是积⽊式的⽅式，先进⾏组合“试错”。
⽽采⽤硬件描述语⾔的⽅法则可以在开始从全局描述数字系统功能，即采⽤⾃顶层向下层设计的⽅法。
（2）设计的系统采⽤ASIC芯⽚实现采⽤硬件描述语⾔设计的数字系统可以通过可编程芯⽚或专⽤芯⽚（ASIC）来实现，⽅便修改功能和升级设计，⼤⼤提⾼了灵活性。
⽽采⽤分离元件或⼩规模集成电路的设计⽅法则是使⽤固定的器件，⽆法对器件功能进⾏改造。
（3）设计中存在的问题发现和修改容易采⽤硬件描述语⾔进⾏设计，在设计中可以借助EDA⼯具在早期发现问题，且修改程序⾮常容易。
⽽采⽤分离器件或⼩规模器件的积⽊设计⽅法,则是在设计完成后才能实验，且⼀旦发现设计问题，修改设计⽅案和分离器件不太⽅便，且修改后⼜必须全部设计完成才能再次实验，因⽽灵活性差。
（4）降低了硬件设计的难度采⽤硬件描述语⾔对数字系统进⾏设计，设计⼈员可以专⼼于数字逻辑功能和语⾔的语法规则，⽽可以不必掌握数字硬件芯⽚的内部结构，⼤⼤降低了硬件的设计难度。
HDL智能系统发展及应用资料
HDL智能系统发展及应用资料人工智能技术的发展日新月异，其中的HDL智能系统作为一种高度智能化的系统，正逐渐走进人们的生活和工作中。
HDL智能系统是指通过深度学习、模式识别和大数据分析等技术，构建起一套完整的系统，能够实现智能化的决策、控制和优化。
HDL智能系统的发展可以追溯到人工智能技术的早期阶段，随着大数据、云计算和深度学习等技术的快速发展，HDL智能系统在不同领域得到了广泛的应用。
例如，在工业生产领域，HDL智能系统可以实现智能化的生产计划、设备控制和质量检测，提高生产效率和产品质量。
在智能家居领域，HDL智能系统可以实现家电设备的远程控制和自动化管理，提升家居生活的舒适度和便利性。
HDL智能系统的应用不仅在工业和家居领域，还涉及到金融、医疗、交通等各个领域。
在金融领域，HDL智能系统可以帮助银行和保险公司实现智能化的风险评估和客户管理，提高金融服务的效率和安全性。
在医疗领域，HDL智能系统可以帮助医疗机构实现医疗影像诊断、疾病预测和个性化治疗，提高医疗服务的水平和质量。
在交通领域，HDL智能系统可以实现交通信号的智能优化、交通流量的预测和城市交通的智能化管理，提高交通系统的效率和安全性。
随着HDL智能系统在各个领域的广泛应用，人们对其性能和安全性提出了更高的要求。
为了确保HDL智能系统的稳定运行和安全性，需要采取一系列有效的措施。
首先，要保证系统的数据安全和隐私保护，采用加密技术和多重认证手段，防止数据泄露和恶意攻击。
其次，要进行系统的定期维护和更新，及时修复漏洞和弱点，确保系统的鲁棒性和可靠性。
最后，要建立健全的监控机制和应急预案，及时发现和处理系统故障和问题，保障系统的正常运行和稳定性。
总的来说，HDL智能系统作为一种高度智能化的系统，正逐渐成为各个领域的重要工具和支撑。
随着人工智能技术的不断发展和完善，相信HDL智能系统在未来将发挥更加重要的作用，为人类社会的发展和进步带来更多的机遇和挑战。
可编程逻辑器件及硬件描述语言
可编程逻辑器件及硬件描述语言可编程逻辑器件和硬件描述语言在现代电子和计算机领域中扮演着重要的角色。
本文将分别介绍可编程逻辑器件和硬件描述语言，探讨它们在电子和计算机领域中的应用和优缺点。
一、可编程逻辑器件可编程逻辑器件（Programmable Logic Device，PLD）是一种集成电路芯片，它能够根据用户开发的程序来实现特定的电路功能。
可编程逻辑器件由可编程逻辑阵列（Programmable Logic Array，PLA）、可编程阵列逻辑器件（Programmable Array Logic，PAL）、可编程读取-只写存储器（Programmable Read-Only Memory，PROM）等多种逻辑门电路组成。
PLD的设计目的是为了解决电路设计中的一些问题，如难以维护和周期较长等。
相比于定制电路，PLD有以下优点：1.重复利用性高。
PLD可以编程复用，能够被反复使用，而不需要重新进行设计和制造，节约时间和成本。
2.灵活性强。
PLD可以随时对逻辑门进行修改和调整，以适应电路需求的变化。
3.面向用户。
PLD的设计是为了便于用户进行编程，不需要太多专业的电路设计知识，降低了门槛。
4.可靠性高。
由于PLD是芯片制造厂家制造的，故而其品质和可靠性较高，能够保证高质量的逻辑电路。
但是，PLD也有其局限性：1.硬件资源受限。
相比专门设计的电路，PLD硬件资源受限，有一些特殊需求难以满足。
2.价格高。
相比一些传统的定制电路，PLD硬件成本较高。
3.性能较差。
对于一些高性能、高导通速度的电路，使用PLD 会存在一些不足。
二、硬件描述语言硬件描述语言（Hardware Description Language，HDL）是一种用来描述数字电路和系统的语言，它能够利用计算机辅助设计平台，帮助工程师完成数字电路的设计、验证和仿真等各种任务。
常见的HDL有Verilog HDL和VHDL等。
HDL与传统的编程语言（如C++、Java等）有很大不同，它的设计初衷是描述数字电路的行为和结构，是电子领域的特殊编程语言。
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。
【什么是硬件描述语言】 硬件描述语言有多少种
竭诚为您提供优质的服务，优质的文档，谢谢阅读/双击去除【什么是硬件描述语言】硬件描述语言有多少种什么是硬件描述语言，你知道吗?今天就让小编来教下大家吧，快来看看吧，希望能让大家有所收获!什么是硬件描述语言硬件描述语言hDL是一种用形式化方法描述数字电路和系统的语言。
利用这种语言，数字电路系统的设计可以从上层到下层(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，利用电子设计自动化(eDA)工具，逐层进行仿真验证，再把其中需要变为实际电路的模块组合，经过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或现场可编程门阵列FpgA自动布局布线工具，把网表转换为要实现的具体电路布线结构。
硬件描述语言的概述随着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VeriloghDL。
VhDL发展的较早，语法严格，而VeriloghDL 是在c语言的基础上发展起来的一种硬件描述语言，语法较自由。
VhDL和VeriloghDL两者相比，VhDL的书写规则比Verilog烦琐一些，但verilog自由的语法也容易让少数初学者出错。
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。
从国内来看，VhDL的参考书很多，便于查找资料，而VeriloghDL的参考书相对较少，这给学习VeriloghDL带来一些困难。
从eDA技术的发展上看，已出现用于cpLD/FpgA设计的硬件c语言编译软件，虽然还不成熟，应用极少，但它有可能会成为继VhDL和Verilog之后，设计大规模cpLD/FpgA的又一种手段。
硬件描述语言的结构硬件描述语言的优点(1)与其他的硬件描述语言相比，VhDL具有更强的行为描述能力，从而决定了他成为系统设计领域最佳的硬件描述语言。
强大的行为描述能力是避开具体的器件结构，从逻辑行为上描述和设计大规模电子系统的重要保证。
HDL语言
HDL语言浏览804次Verilog HDL是一种硬件描述语言（HDL:Hardware Discription Language），是一种以文本形式来描述数字系统硬件的结构和行为的语言，用它可以表示逻辑电路图、逻辑表达式，还可以表示数字逻辑系统所完成的逻辑功能。
Verilog HDL和VHDL是目前世界上最流行的两种硬件描述语言，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。
两种HDL均为IEEE标准。
目录用途选择VHDL还是verilog HDL？Verlog HDL的发展历史主要能力例子编辑本段用途Verilog HDL就是在用途最广泛的C语言的基础上发展起来的一种件描述语言，它是由GDA(Gateway Design Automation)公司的PhilMoorby在1983年末首创的，最初只设计了一个仿真与验证工具，之后又陆续开发了相关的故障模拟与时序分析工具。
1985年Moorby 推出它的第三个商用仿真器Verilog-XL,获得了巨大的成功，从而使得V erilog HDL迅速得到推广应用。
1989年CADENCE公司收购了GDA公司，使得VerilogHDL成为了该公司的独家专利。
1990年CADENCE公司公开发表了V erilog HDL,并成立LVI组织以促进Verilog HDL 成为IEEE标准，即IEEE Standard 1364-1995.Verilog HDL的最大特点就是易学易用，如果有C语言的编程经验，可以在一个较短的时间内很快的学习和掌握，因而可以把Verilog HDL内容安排在与ASIC设计等相关课程内部进行讲授，由于HDL语言本身是专门面向硬件与系统设计的，这样的安排可以使学习者同时获得设计实际电路的经验。
与之相比，VHDL的学习要困难一些。
但Verilog HDL较自由的语法，也容易造成初学者犯一些错误，这一点要注意。
最新-硬件描述语言HDL的现状与发展 精品
硬件描述语言HDL的现状与发展摘要从数字系统设计的性质出发，结合目前迅速发展的芯片系统，比较、研究各种硬件描述语言；详细阐述各种语言的发展历史、体系结构和设计方法；探讨未来硬件描述语言的发展趋势，同时针对国内基础薄弱的现状，在硬件描述语言方面作了一些有益的思考。
关键词硬件描述语言芯片系统引言硬件描述语言是一种用形式化方法描述数字电路和系统的语言。
利用这种语言，数字电路系统的设计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，利用电子设计自动化工具，逐层进行仿真验证，再把其中需要变为实际电路的模块组合，经过自动综合工具转换到门级电路网表。
接下去，再用专用集成电路或现场可编程门阵列自动布局布线工具，把网表转换为要实现的具体电路布线结构。
目前，这种高层次--的方法已被广泛采用。
据统计，目前在美国硅谷约有90以上的和采用硬件描述语言进行设计。
硬件描述语言的发展至今已有20多年的历史，并成功地应用于设计的各个阶段建模、仿真、验证和综合等。
到20世纪80年代，已出现了上百种硬件描述语言，对设计自动化曾起到了极大的促进和推动作用。
但是，这些语言一般各自面向特定的设计领域和层次，而且众多的语言使用户无所适从。
因此，急需一种面向设计的多领域、多层次并得到普遍认同的标准硬件描述语言。
20世纪80年代后期，和语言适应了这种趋势的要求，先后成为标准。
现在，随着系统级以及系统芯片的出现，软硬件协调设计和系统设计变得越来越重要。
传统意义上的硬件设计越来越倾向于与系统设计和软件设计结合。
硬件描述语言为适应新的情况，迅速发展，出现了很多新的硬件描述语言，像、、++等等。
究竟选择哪种语言进行设计，整个业界正在进行激烈的讨论。
因此，完全有必要在这方面作一些比较研究，为设计做一些有意义的工作，也为发展我们未来的芯片设计技术打好基础。
1目前发展状况目前，硬件描述语言可谓是百花齐放，有、、、、++、等等。
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硬件描述语言HDL的现状与发展摘要：从数字系统设计的性质出发，结合目前迅速发展的芯片系统，比较、研究各种硬件描述语言；详细阐述各种语言的发展历史、体系结构和设计方法；探讨未来硬件描述语言的发展趋势，同时针对国内EDA基础薄弱的现状，在硬件描述语言方面作了一些有益的思考。
关键词：ASIC 硬件描述语言HDL Verilog HDL VHDL SystemC Superlog 芯片系统SoC引言硬件描述语言HDL是一种用形式化方法描述数字电路和系统的语言。
利用这种语言，数字电路系统的设计可以从上层到下层（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，利用电子设计自动化（EDA）工具，逐层进行仿真验证，再把其中需要变为实际电路的模块组合，经过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或现场可编程门阵列FPGA自动布局布线工具，把网表转换为要实现的具体电路布线结构。
目前，这种高层次(high-level-design)的方法已被广泛采用。
据统计，目前在美国硅谷约有90%以上的ASIC和FPGA采用硬件描述语言进行设计。
硬件描述语言HDL的发展至今已有20多年的历史，并成功地应用于设计的各个阶段：建模、仿真、验证和综合等。
到20世纪80年代，已出现了上百种硬件描述语言，对设计自动化曾起到了极大的促进和推动作用。
但是，这些语言一般各自面向特定的设计领域和层次，而且众多的语言使用户无所适从。
因此，急需一种面向设计的多领域、多层次并得到普遍认同的标准硬件描述语言。
20世纪80年代后期，VHDL和Verilog HDL语言适应了这种趋势的要求，先后成为IEEE 标准。
现在，随着系统级FPGA以及系统芯片的出现，软硬件协调设计和系统设计变得越来越重要。
传统意义上的硬件设计越来越倾向于与系统设计和软件设计结合。
硬件描述语言为适应新的情况，迅速发展，出现了很多新的硬件描述语言，像Superlog、SystemC、Cynlib C++等等。
究竟选择哪种语言进行设计，整个业界正在进行激烈的讨论。
因此，完全有必要在这方面作一些比较研究，为EDA设计做一些有意义的工作，也为发展我们未来的芯片设计技术打好基础。
1 目前HDL发展状况目前，硬件描述语言可谓是百花齐放，有VHDL、Superlog、Verilog、SystemC、Cynlib C++、C Level等等。
虽然各种语言各有所长，但业界对到底使用哪一种语言进行设计，却莫衷一是，难有定论。
而比较一致的意见是，HDL和C/C++语言在设计流程中实现级和系统级都具有各自的用武之地。
问题出现在系统级和实现级相连接的地方：什么时候将使用中的一种语言停下来，而开始使用另外一种语言？或者干脆就直接使用一种语言？现在看来得出结论仍为时过早。
在2001年举行的国际HDL会议上，与会者就使用何种设计语言展开了生动、激烈的辩论。
最后，与会者投票表决：如果要启动一个芯片设计项目，他们愿意选择哪种方案?结果，仅有2票或3票赞成使用SystemC、Cynlib和C Level设计；而Superlog和Verilog各自获得了约20票。
至于以后会是什么情况，连会议主持人John Cooley也明确表示：“5年后，谁也不知道这个星球会发生什么事情。
”各方人士各持己见：为Verilog辩护者认为，开发一种新的设计语言是一种浪费；为SystemC 辩护者认为，系统级芯片SoC快速增长的复杂性需要新的设计方法；C语言的赞扬者认为，Verilog 是硬件设计的汇编语言，而编程的标准很快就会是高级语言，Cynlib C++是最佳的选择，它速度快、代码精简；Superlog的捍卫者认为，Superlog是Verilog的扩展，可以在整个设计流程中仅提供一种语言和一个仿真器，与现有的方法兼容，是一种进化，而不是一场革命。
当然，以上所有的讨论都没有提及模拟设计。
如果想设计带有模拟电路的芯片，硬件描述语言必须有模拟扩展部分，像Verilog HDL-A，既要求能够描述门级开关级，又要求具有描述物理特性的能力。
2 几种代表性的HDL语言2.1 VHDL早在1980年，因为美国军事工业需要描述电子系统的方法，美国国防部开始进行VHDL的开发。
1987年，由IEEE（Institute of Electrical and Electro- nics Engineers）将VHDL制定为标准。
参考手册为IEEE VHDL语言参考手册标准草案1076/B版，于1987年批准，称为IEEE 1076-1987。
应当注意，起初VHDL只是作为系统规X的一个标准，而不是为设计而制定的。
第二个版本是在1993年制定的，称为VHDL-93，增加了一些新的命令和属性。
虽然有“VHDL是一个4亿美元的错误”这样的说法，但VHDL毕竟是1995年以前唯一制订为标准的硬件描述语言，这是它不争的事实和优势；但同时它确实比较麻烦，而且其综合库至今也没有标准化，不具有晶体管开关级的描述能力和模拟设计的描述能力。
目前的看法是，对于特大型的系统级数字电路设计，VHDL是较为合适的。
实质上，在底层的VHDL设计环境是由Verilog HDL描述的器件库支持的，因此，它们之间的互操作性十分重要。
目前，Verilog和VDHL的两个国际组织OVI、VI正在筹划这一工作，准备成立专门的工作组来协调VHDL和Verilog HDL语言的互操作性。
OVI也支持不需要翻译，由VHDL到Verilog的自由表达。
2.2 Verilog HDLVerilog HDL是在1983年，由GDA（GateWay Design Automation）公司的Phil Moorby首创的。
Phil Moorby后来成为Verilog-XL的主要设计者和Cadence公司的第一合伙人。
在1984~1985年，Phil Moorby设计出了第一个名为Verilog-XL的仿真器；1986年，他对Verilog HDL的发展又作出了另一个巨大的贡献：提出了用于快速门级仿真的XL算法。
随着Verilog-XL算法的成功，Verilog HDL语言得到迅速发展。
1989年，Cadence公司收购了GDA公司，Verilog HDL语言成为Cadence公司的私有财产。
1990年，Cadence公司决定公开Verilog HDL语言，于是成立了OVI（Open Verilog International）组织，负责促进Verilog HDL语言的发展。
基于Verilog HDL的优越性，IEEE于1995年制定了Verilog HDL的IEEE标准，即Verilog HDL 1364-1995；2001年发布了Verilog HDL 1364-2001标准。
在这个标准中，加入了Verilog HDL-A标准，使Verilog有了模拟设计描述的能力。
2.3 Superlog开发一种新的硬件设计语言，总是有些冒险，而且未必能够利用原来对硬件开发的经验。
能不能在原有硬件描述语言的基础上，结合高级语言C、C++甚至Java等语言的特点，进行扩展，达到一种新的系统级设计语言标准呢?Superlog就是在这样的背景下研制开发的系统级硬件描述语言。
Verilog语言的首创者Phil Moorby和Peter Flake等硬件描述语言专家，在一家叫Co-Design Automation的EDA公司进行合作，开始对Verilog进行扩展研究。
1999年，Co-Design公司发布了SUPERLOGTM系统设计语言，同时发布了两个开发工具：SYSTEMSIMTM和SYSTEMEXTM。
一个用于系统级开发，一个用于高级验证。
2001年，Co-Design公司向电子产业标准化组织Accellera发布了SUPERLOG扩展综合子集ESS，这样它就可以在今天Verilog语言的RTL级综合子集的基础上，提供更多级别的硬件综合抽象级，为各种系统级的EDA软件工具所利用。
至今为止，已超过15家芯片设计公司用Superlog来进行芯片设计和硬件开发。
Superlog 是一种具有良好前景的系统级硬件描述语言。
但是不久前，由于整个IT产业的滑坡，EDA公司进行大的整合，Co-Design公司被Synopsys公司兼并，形势又变得扑朔迷离。
2.4 SystemC随着半导体技术的迅猛发展，SoC已经成为当今集成电路设计的发展方向。
在系统芯片的各个设计中，像系统定义、软硬件划分、设计实现等，集成电路设计界一直在考虑如何满足SoC的设计要求，一直在寻找一种能同时实现较高层次的软件和硬件描述的系统级设计语言。
SystemC正是在这种情况下，由Synopsys公司和CoWare公司积极响应目前各方对系统级设计语言的需求而合作开发的。
1999年9月27日，40多家世界著名的EDA公司、IP公司、半导体公司和嵌入式软件公司宣布成立“开放式SystemC联盟”。
著名公司Cadence也于2001年加入了SystemC联盟。
SystemC从1999年9月联盟建立初期的0.9版本开始更新，从1.0版到1.1版，一直到2001年10月推出了最新的2.0版。
3 各种HDL语言的体系结构和设计方法3.1 SystemC所有的SystemC都是基于C++的；图1中的上层构架都是很明确地建立在下层的基础上；SystemC内核提供一个用于系统体系结构、并行、通信和同步时钟描述的模块；完全支持内核描绘以外的数据类型、用户定义数据类型；通常的通信方式，如信号、FIFO，都可以在内核的基础上建立，经常使用的计算模块也可以在内核基础上建立；如果需要，图1中较低层的内容不依赖上层就可以直接使用。
实际使用中，SystemC由一组描述类库和一个包含仿真核的库组成。
在用户的描述程序中，必须包括相应的类库，可以通过通常的ANSI C++编译器编译该程序。
SystemC提供了软件、硬件和系统模块。
用户可以在不同的层次上自由选择，建立自己的系统模型，进行仿真、优化、验证、综合等等。
3.2 SuperlogSuperlog集合了Verilog的简洁、C语言的强大、功能验证和系统级结构设计等特征，是一种高速的硬件描述语言。
其体系结构如图2。
① Verilog 95和Verilog 2K。
Superlog是Verilog HDL的超集，支持最新的Verilog 2K的硬件模型。
② C和C++语言。
Superlog提供C语言的结构、类型、指针，同时具有C++面对对象的特性。
③ Superlog扩展综合子集ESS。
ESS提供一种新的硬件描述的综合抽象级。
④ 强大的验证功能。