vhdl硬件描述语言
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。
vhdl硬件描述语言与数字逻辑电路设计
vhdl硬件描述语言与数字逻辑电路设计数字逻辑电路设计是一种将数字信号进行处理和控制的技术。
数字电路由元器件（比如集合在一起的门、触发器、逻辑块、寄存器等）构成，这些元件的行为由原理图和逻辑方程式表示。
数字电路的设计主要是为了控制、处理和传输数字信号，具有可控制性、自动化程度较高和灵活性强的特点。
VHDL与数字逻辑电路设计是密切相关的，VHDL既可以用来描述数字电路的结构，也可以用来推导数字电路的行为。
在数字逻辑电路设计中，VHDL语言可以帮助工程师实现电路的功能和特性，简化设计过程，并提高设计的灵活性和可靠性。
VHDL是一种硬件描述语言，可以用来描述数字逻辑电路中的各种元件、信号和功能。
VHDL主要包括以下几个方面的内容：1. 实体（entity）：实体用来描述数字电路的外部结构和功能，类似于模块的概念。
一个实体声明了电路的输入输出端口，并定义了电路的功能和行为。
2. 体系结构（architecture）：体系结构用来描述实体的内部结构和功能，包括内部信号、寄存器、逻辑块等。
一个体系结构定义了实体的具体实现方式，包括各个元件之间的连接和控制。
3. 信号（signal）：信号用来表示数字电路中的各种输入输出信号，包括时钟信号、数据信号、控制信号、状态信号等。
VHDL语言中的信号可以用来描述电路中的各种逻辑关系和行为。
4. 过程（process）：过程用来描述电路中的各种行为和动作，比如数据传输、逻辑运算、状态转换等。
VHDL中的过程可以用来描述数字电路中的各种逻辑操作和控制。
5. 组合逻辑（combinational logic）：组合逻辑用来描述电路中的各种逻辑运算和逻辑关系，包括与门、或门、非门、异或门等。
组合逻辑表示了电路中的直接逻辑关系和信号转换。
6. 时序逻辑（sequential logic）：时序逻辑用来描述电路中的各种时钟触发、状态转换、寄存器等。
时序逻辑表示了电路中的时钟控制、状态转换和时序问题。
第11章++硬件描述语言VHDL简介
实体部分最核心的内容是由关键字port引导的端口说明。A和B是输入引脚，使 用了关键字in来描述。Bit的意思是指A和B的数据类型是位类型。位类型数据只可取 0和1这两个数值。S和CO是输出信号，用out来描述，数据类型也是bit型。 实体说明的是部件的名称和端口信号类型，它可以描述小至一个门，大到一个复杂 的CPU芯片、一块印制电路板甚至整个系统。实体的电路意义相当于器件，在电路 原理图上相当于元件符号，它是一个完整的、独立的语言模块，并给出了设计模块 和外部接口。 具体语法如下： entity 实体名 is ——实体名自选，通常用反映模块功能特征的名称 port（端口名称1：端口方式1 端口类型1； 端口名称2：端口方式2 端口类型2；…）； end 实体名； ——这里的实体名要和开始的实体名一致 其中端口方式可以有5种，分别是： in：输入端口，信号从该端口进入实体。 out：输出端口，信号从实体内部经该端口输出。 inout：输入输出（双向）端口，信号既可从该端口输入也可从该端口输出。 buffer：缓冲端口，工作于缓冲模式。 Linkage：无指定方向，可与任何方向的信号连接。
（2）用户自定义的数据类型 VHDL语言允许用户自定义数据类型。其书写格式为： type 数据类型名 is 数据类型定义； 例如： type digit is integer range 0 to 9； ——定义digit的数据类型是0～9的整 数 可由用户定义的数据类型有： 枚举（Enumerated）类型； 整数（Integer）类型； 实数（Real）、浮点数（Floating）类型； 数组（Array）类型； 存取（Access）类型； 文件（File）类型； 记录（Record）类型； 时间（Time）类型（物理类型）。
11.1 VHDL语言基础
VHDL硬件描述语言
VHDL语言设计实体的基本结构
3. 结构体说明语句 用于定义结构体中所用的数据对象和子程序， 并对所引用的元件加以说明，如： ● 信号（SIGNAL）
● 类型（TYPE）
● 常数（CONSTANT） ● 元件（COMPONENT） ● 函数（FUNCTION） ● 过程（PROCEDURE）
28
3
概 述
1993年，IEEE对VHDL进行了修订，增加了一些 功能，并从更高的抽象层次和系统描述能力上扩展 VHDL的内容，公布了VHDL新的版本，编号为IEEE Std1076-1993（简称93版）。 1995年中国国家技术监督局组织编写并出版了 《CAD通用技术规范》，推荐VHDL语言作为我国电子 自动化硬件描述语言的国家标准。1996年， IEEE1076.3成为VHDL综合标准。
结构体：用来描述电路内部结构和逻辑功能。并以 标识符ARCHITECTURE开头，以END结尾。
14
VHDL语言设计实体的基本结构
VHDL语言的实体说明
实体说明是VHDL程序设计中最基本的组成部分， 实体说明语句的格式如下： 主要用来描述设计实体的外部接口信号，定义设计 实体说明语句 ENTITY 实体名 IS 单元的输入、输出端口，是设计实体对外的一个通 类属说明语句 [GENERIC（类属表）；] 信界面，但它不描述设计的具体功能。 端口说明语句 [PORT（端口表）；] 结束语句 END [ENTITY] 实体名；
{; 常数名{, 常数名}: 数据类型[: 设定值]}) 常数名：是由设计者定义的类属常数名； 数据类型：常取INTEGER或TIME的类型； 设定值：为常数名所代表的数值。
17
VHDL语言设计实体的基本结构
2. 类属说明语句GENERIC
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`。
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硬件描述语言》课程教学大纲
《VHDL硬件描述语言》课程教学大纲课程代码：ABJD0414课程中文名称: VHDL硬件描述语言课程英文名称：Very-High-Speed Integrated Circuit HardwareDescription Language课程性质：必修课程学分数：2学分课程学时数：32学时授课对象：自动化专业本课程的前导课程：电路，模拟电子，C语言程序设计一、课程简介本课程是电类专业的专业基础课，要求学生通过本课程的学习和实验，初步掌握常用EDA工具的使用方法、FPGA的开发技术以及VHDL语言的编程方法。
能比较熟练地使用QuartusII等常用EDA软件对FPGA和CPLD作一些简单电路系统的设计，同时能较好地使用VHDL语言设计简单的逻辑电路和逻辑系统，学会行为仿真、时序仿真和硬件测试技术，为现代EDA工程技术的进一步学习，ASIC器件设计以及超大规模集成电路设计奠定基础。
作为一门专业基础课，除了为现代电子线路课程，软件无线电课程奠定理论和实践方面的基础外，还是其他一些课程的先修课，如微电子导论、现代ASIC设计、硬件描述语言仿真/综合器设计、大规模集成电路设计等。
二、教学基本内容和要求（一）概论介绍现代EDA技术，VHDL概况，介绍自顶向下的系统设计方法以及FPGA和CPLD的基本技术，要求对现代EDA技术及实现工具的使用方法和发展情况有一初步了解。
重点与难点：EDA技术的设计工具（二）EDA设计流程及工具首先介绍基于EDA软件的FPGA/CPLD开发流程和ASIC设计流程，然后分别介绍与这些设计流程中各环节密切相关的EDA工具软件，最后简述QuartusII的基本情况和IP。
重点与难点：EDA仿真设计流程。
（三）FPGA/CPLD结构与应用主要介绍几类常用的大规模可编程逻辑器件的结构和工作原理。
对CPLD的乘积项原理和FPGA的查找表原理分别进行剖析。
最后介绍相关的编程下载和测试技术。
重点与难点：FPGA/CPLD的工作作原理及编程技术。
VHDL硬件描述语言(2)完
3.4.1 对象与赋值语句
1、VHDL中常用的 5 种对象： 1）简单名称，如 my_var; 2）索引名称，如 my_array_var(3); 3）片断名称，如 my_array_var(3 to 6); 4）记录域名，如 my_record.a_field; 5）集合，如(my_var1, my_var2)。 所有对象均分为：变量和信号 对象 ：= 表达式； -- 变量赋值 对象 < = 表达式； -- 信号赋值 要求：表达式的值必须与对象的类型、宽度一致。
output: out std_logic_vector(2 downto 0)); end coder;
20
architecture art of coder is begin process(input) begin if input(7)=„0‟ then output<=“000”; elsif input(6)=„0‟ then output<=“001”; elsif input(5)=„0‟ then output<=“010”; elsif input(4)=„0‟ then output<=“011”;
when
when
值 => 顺序处理语句；
值 to 值 => 顺序处理语句；
when
值|值|值|…|值 => 顺序处理语句；
以上三种方式的混合；
when
others => 顺序处理语句；
24
Case 语句使用注意：
1）分支条件的值必须在表达式的取值范围内。 2）两个分支条件不能重叠。 3）CASE语句执行时必须选中，且只能选中 一个分支条件。
22
2、 case 语句
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。
vhdl语法
在VHDL语言里，不同类型的数据信号之间不能互 相赋值。当需要不同类型数据之间传递信息时，就需 要类型转换函数将其中的一种类型数据转换为另一中 数据类型后，再进行信号的传递。
• 1999年，IEEE又将数字模拟混合VHDL的版本作为工业标准， 即IEEE1076.3;
一、VHDL概述
VHDL与电路图设计电路的方式不同：
和电路图设计方式相比： （1）易于修改；
（2）设计能力更强；
（3）VHDL语言很方便：独立于器件设计；相同的程
序代码可以用于不同厂家生产的器件。
一、VHDL概述
设计范例：2输入与门
a b
c
电路真值表
a 0 1 0 1
b 0 0 1 1
c 0 0 0 1
一、VHDL 概述 IEEE; LIBRARY
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; Entity and2 is Port( a : in bit; 双减号--为VHDL程序的 b : in bit; 注释符，类似C语言中的 //注释符。 c : out bit); End and2; --实体定义结束。
端口名
端口模式
数据类型
一、VHDL概述
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
（3）ARCHITECTURE定义区
实体的实现。即说明电路执行什么动作或实现功能。 定义格式： Architecture 结构体名 of 实体名 is
vhdl是什么意思
vhdl是什么意思vhdl是什幺意思 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。
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
vhdl是什么意思
VHDL全名Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language,诞生于1982年。
1987年底，VHDL被IEEE和美国国防部确认为标准硬件描述语言。
自IEEE-1076(简称87版)之后，各EDA公司相继推出自己的VHDL设计环境，或宣布自己的设计工具可以和VHDL接口。
1993年，IEEE对VHDL进行了修订，从更高的抽象层次和系统描述能力上扩展VHDL的内容，公布了新版本的VHDL，即IEEE标准的1076-1993版本，简称93版。
VHDL 和Verilog作为IEEE的工业标准硬件描述语言，得到众多EDA公司支持，在电子工程领域，已成为事实上的通用硬件描述语言。
1.vhdl是什么意思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。
2.vhdl的作用功能强大、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。
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。
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。
VHDL硬件描述语言
5.1 VHDL概述
2.VHDL语言的开发流程 VHDL语言作为一种标准化的硬件描述语言，在对硬件电路进行描述的
过程中应该遵循一定的流程。采用VHDL语言进行硬件电路设计的开发 步骤主要包括以下几步： ➢ （1）接受电路设计任务在进行硬件电路系统设计之前，首先要由总体 方案设计工程师作出总体设计方案；然后给出相应的硬件电路系统设计 指标；最后将总体方案中的各个部分电路设计任务以及相应的设计要求 下达给相应的设计部门。
上一页 下一页 返回
5.1 VHDL概述
➢ 一般来说，划分模块是设计过程中一个非常重要的步骤。模块划分的好 坏将会直接影响到最终的电路设计，因此设计人员在这一步应该花费一 定的时间，从而保证模块划分的最优化。准确地划分完功能模块并确定 相应的逻辑功能后，设计人员就可以编写各个模块的VHDL语言程序， 然后将各个模块的VHDL语言程序组合在一起，从而完成整个电路设计 的VHDL语言描述。
上一页 下一页 返回
5.1 VHDL概述
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下一页 返回
(完整word版)vhdl基本语法
VHDL 基础语法篇——VHDLVHDL硬件描述语言1。
1 VHDL概述1。
1。
1 VHDL的特点VHDL语言作为一种标准的硬件描述语言，具有结构严谨、描述能力强的特点，由于VHDL语言来源于C、Fortran等计算机高级语言，在VHDL语言中保留了部分高级语言的原语句，如if语句、子程序和函数等,便于阅读和应用。
具体特点如下：1。
支持从系统级到门级电路的描述，既支持自底向上（bottom-up）的设计也支持从顶向下（top—down）的设计，同时也支持结构、行为和数据流三种形式的混合描述。
2. VHDL的设计单元的基本组成部分是实体(entity）和结构体（architecture），实体包含设计系统单元的输入和输出端口信息，结构体描述设计单元的组成和行为，便于各模块之间数据传送.利用单元（componet)、块(block）、过程（procure）和函数（function）等语句，用结构化层次化的描述方法,使复杂电路的设计更加简便。
采用包的概念，便于标准设计文档资料的保存和广泛使用。
3. VHDL语言有常数、信号和变量三种数据对象，每一个数据对象都要指定数据类型,VHDL的数据类型丰富,有数值数据类型和逻辑数据类型，有位型和位向量型。
既支持预定义的数据类型，又支持自定义的数据类型，其定义的数据类型具有明确的物理意义，VHDL是强类型语言。
4. 数字系统有组合电路和时序电路，时序电路又分为同步和异步,电路的动作行为有并行和串行动作，VHDL语言常用语句分为并行语句和顺序语句，完全能够描述复杂的电路结构和行为状态。
1.1.2 VHDL语言的基本结构VHDL语言是数字电路的硬件描述语言，在语句结构上吸取了Fortran和C等计算机高级语言的语句，如IF语句、循环语句、函数和子程序等，只要具备高级语言的编程技能和数字逻辑电路的设计基础，就可以在较短的时间内学会VHDL语言。
但是VHDL毕竟是一种描述数字电路的工业标准语言,该种语言的标识符号、数据类型、数据对象以及描述各种电路的语句形式和程序结构等方面具有特殊的规定，如果一开始就介绍它的语法规定，会使初学者感到枯燥无味,不得要领.较好的办法是选取几个具有代表性的VHDL程序实例，先介绍整体的程序结构，再逐步介绍程序中的语法概念。
vhdl语句
vhdl语句
VHDL是一种硬件描述语言，用于描述数字电路和系统的行为和结构。
以下是VHDL中的一些基本语句：
1.实体（Entity）：用于声明一个电路或系统的接口，包括输入、输
出和输入/输出端口。
2.结构体（Architecture）：用于描述电路或系统的实现，包括元件的
连接和行为描述。
3.信号赋值语句：用于在进程中给信号赋值，例如“a <= b;”。
4.条件赋值语句：用于根据条件给信号赋值，例如“IF condition THEN
a <=
b ELSE a <=
c END IF;”。
5.选择信号赋值语句：用于根据选择信号的值给信号赋值，例如
“SELECT CASE a WHEN value1 THEN b WHEN value2 THEN c WHEN OTHERS THEN d END CASE;”。
6.进程语句：用于描述电路或系统的行为，包括顺序执行和并行执
行。
7.元件例化语句：用于实例化一个元件，并将其连接到其他元件上。
8.生成语句：用于生成多个相同类型的元件实例。
9.子程序调用语句：用于调用一个子程序。
10.顺序语句：在仿真意义上具有一定顺序性，并不意味着这些语句
对于的硬件结构也有相同的顺序性。
所有门电路是并行地工作，并没有先后之分。
11.并行语句：在仿真运行中总处于两种状态：执行或者挂起。
当执
行到wait语句时，运行程序将被挂起，直到满足此语句设置的结束挂起条件后，将重新开始执行进程中的程序。
以上只是VHDL中的一些基本语句，实际上VHDL还支持更多的高级功能和描述方式。
- 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)。
1.2 利用VHDL语言的硬件电 路设计方法
主要内容 1.0 关于EDA技术 1.1 传统硬件设计方法 1.2 利用VHDL语言的硬件电路设计方法 1.3 利用VHDL语言设计硬件电路的优点
实用文档
1.3 利用VHDL言设计硬件电 路的优点
优点： 1。设计技术齐全、方法灵活、支持广泛 2。系统硬件描述能力强 3。VHDL语言可以与工艺无关编程 4。VHDL语言标准、规范、易于共享和复
实用文档
1.1 传统硬件设计方法
主要特征： 1. 采用自下自上(Bottom Up)的设计方法 2. 采用通用的数字逻辑器件 3. 在系统硬件设计的后期进行仿真和调试 4. 主要设计文件是电原理图
实用文档
第1章数字系统硬件设计概述
主要内容 1.0 关于EDA技术 1.1 传统硬件设计方法 1.2 利用VHDL语言的硬件电路设计方法 1.3 利用VHDL语言设计硬件电路的优点
VHDL语言只是硬件描述语言家族中的一 员硬件描述语言有数十种之多，常用的 有VHDL、Verilog HDL、ABEL_HDL。
实用文档
1.2 利用VHDL语言的硬件电 路设计方法
硬件描述语言设计的特点： 1.采用自上至下的设计方法
实用文档
1.2 利用VHDL语言的硬件电 路设计方法
行为描述举例：【实例1-1 】 结构描述举例：【实例1-2 】 注意： 1。该程序要通过必须要有包集合NEW的存在才行，且所有用到的元件必须
还要对这一程序可能耗费的硬件资源有一明确的估计； 5. 学习过程中，要善于总结经验，尽可能地了解软件语句与硬件
结构间的联系，在实践过程中，提高通过驾御软件语句来控制 硬件构成的能力。
实用文档
硬件描述语言及应用
学习方法和目的： 1.加强数字电路知识的复习，尤其是可编程逻辑器件部分； 2.掌握VHDL语言结构、数据类型、语法规则、描述风格和编程
在NEW中存在； 2。如果将dff、djk、and2、nor2的VHDL描述添加在设计中，不要用关
键字and2、nor2等，因此在其后面加一个字符“q”以示区分； 3。每一个触发器或门电路的VHDL描述可单独存为一个磁盘文件，文件名
必须与实体名相同，也可直接放在顶层设计中； 4。在EDA软件的层次视图中可清晰的看出设计的不同层次； 1.2 利用VHDL语言的硬件电路设计方法 1.采用自上至下的设计方法 2.系统中大量采用ASIC芯片 3.采用系统早期仿真 4.降低了硬件电路设计的难度 5.主要设计文件是HDL源程序 实用文档
实用文档
1.0 关于EDA技术
实用文档
第1章数字系统硬件设计概述
主要内容 1.0 关于EDA技术 1.1 传统硬件设计方法 1.2 利用VHDL语言的硬件电路设计方法 1.3 利用VHDL语言设计硬件电路的优点
实用文档
1.1 传统硬件设计方法
实用文档
1.1 传统硬件设计方法
实用文档
1.1 传统硬件设计方法
硬件描述语言及应用
宋潇 电子科学与技术系 10-408
13007553002 lysx403@
实用文档
硬件描述语言及应用
教材：《VHDL硬件描述语言与数字逻 辑电路设计》(修订版、侯伯亨)
参考书： 1、 《 EDA技术与VHDL》，潘松，黄继
业.北京.清华大学出版社.2007 2、VHDL数字电路设计教程，电子工业出
2. EDA技术的主要内容
1）大规模可编程逻辑器件
2）硬件描述语言(HDL)
3）软件开发工具
4）实验开发系统
3. EDA软件系统的构成
1）设计输入子模块
2）设计数据库子模块
3）分析验证子模块
4）综合仿真子模块 5）布局布线子模块
实用文档
1.0 关于EDA技术
4. EDA设计流程 1）源程序的编辑和编译--------行为级描述 原理图输入方式 状态图输入方式 VHDL软件程序的文本方式 2）逻辑综合和优化--------行为级优化与RTL级描述 的转化 3）目标器件的布线／适配 4）目标器件的编程／下载 5）设计过程中的有关仿真 6）硬件仿真／硬件测试
2. 本课程学习的设计方法主要是用软件进行硬件的设计与仿真， 与数字电路中学习的方法有本质不同，但为了更好的掌握 VHDL设计方法，必须要熟悉和掌握数字电路各方面硬件电路 的知识；
3. VHDL语言是一种并行语言，是不同于传统的软件编程语言的； 4. 在VHDL程序设计中，除了考虑通过编程实现指定逻辑功能外，
版社， [巴西]Volnei A. Ped时：48学时（3学分）, 其中 讲授：30学时 上机：18学时 内容：教材的第1、3、4、5、6、8章，
实用文档
硬件描述语言及应用
1.EDA技术是一门涉及多学科的综合性技术，内容广泛，本课程 主要学习VHDL语言和应用该语言进行数字系统设计的方法；
实用文档
1.2 利用VHDL语言的硬件电 路设计方法
什么是硬件描述语言？ 就是可以描述硬件电路的功能、信号
连接关系以及定时关系的语言。它能比 电原理图更有效地表示硬件电路的特性。
实用文档
1.2 利用VHDL语言的硬件电 路设计方法
(a)电原理图表示
(b)VHDL语言描述
二选一数据选择器
实用文档
1.2 利用VHDL语言的硬件电 路设计方法
主要内容 1.0 关于EDA技术 1.1 传统硬件设计方法 1.2 利用VHDL语言的硬件电路设计方法 1.3 利用VHDL语言设计硬件电路的优点
实用文档
1.0 关于EDA技术
1. EDA技术的含义
以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描 述的主要表达式，以计算机为设计工具，在EDA软件平台上完成设计文 件的逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化、逻辑布局布线、 逻辑仿真，直至对特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工 作。
原理； 3.进一步熟悉和掌握EDA软件MAX+PLUS II； 要求： 1.保持良好的教学秩序； 2.要有1.5—2倍教学时数的复习和作业时间，有条件的同学要多
上机练习，达到验证设计的目的。 3.每个班指定一课代表或班长或学习委员，负责联系实验、购买
教材、课程设计指导书、收发作业等。
实用文档
第1章数字系统硬件设计概述