VHDL语言学习
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学习笔记
VHDL学习笔记一、VHDL简介VHDLVHDL（Very High Speed Hardware Description Language)超高速硬件描述语言。
VHDL是工业标准的文本格式语言，支持仿真和综合，是一种并发执行的语言。
VHDL支持结构化设计和TOP-DOWN设计方法。
其描述与工艺无关，支持多风格的描述方法。
VHDL的历史：•1982年，诞生于美国国防部赞助的VHSIC（Very High Speed Integrated Circuit）项目。
•1987年底，VHDL被IEEE和美国国防部确认无标准硬件描述语言，即IEEE-1076(简称87版)•1993年，IEEE对VHDL进行了修订，共不了新版本的VHDL，即IEEE标准的1076-1993（1164）版•1996年，IEEE-1076.3成为VHDL综合标准。
VHDL的基本设计单元1.Library和Package（库和程序包） --库主要存放已经编译过的实体、结构体、程序包和配置; --程序包主要用来存放各个设计都能共享的数据类型、子程序说明、属性说明、元件说明等部分。
2.Entity（实体）--用来说明模型的外部特征3.Architecture（结构体/构造体）--来定义模型的功能VHDL基本设计单元（例子）例：用VHDL语言设计一个2选1的数据选择器--实体声明 entity mux21 is port(a,b:in bit;--输入-数据（bit类型) s:in bit;--输入-选择信号（bit类型) y:out bit--输出（bit类型) ); end entity mux21; --结构体（实体内部逻辑） architecture one of mux21 is signal d,e:bit;--临时中间变量 begin d<=a and (not s); --左边三行可以用下面的语句代替。
e<= b and s; --y<= a when s=’0’ else y<= d or e; -- b; end architecture one;二、VHDL结构库和程序包•库库是专门用于存放预先编译好的程序包的地方，对应一个文件目录，程序包的文件就放在此目录中，其功能相当于共享资源的仓库，所有已完成的设计资源只有存入一些“库”内才可以被其他实体共享。
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语言教程》课件
VHDL语言的应用领域和实际案例
通信系统
用于设计编码器、解码器、协议处理和通信接 口。
嵌入式系统
用于设计嵌入式控制器、传感器接口和外设控 制。
图像处理
用于设计数字图像滤波、边缘检测和图像压缩 算法。
自动驾驶
用于设计数字信号处理、传感器融合和控制算 法。
VHDL语言的未来发展和趋势
VHDL语言将继续发展，以适应新兴技术和需求，如人工智能、物联网和边缘计算。
总结和课程建议
通过本课程，您将掌握VHDL语言的基础知识和应用技巧，为您在
1 实体（Entity）
定义模块的接口和名称。
2 体（Architecture）
描述模块的行为和内部结构。
3 过程（Process）
4 信号（Signal）
定义模块基于输入信号做出相应输出的操作。
用于在模块之间传递数据。
VHDL语言的模拟器和仿真工具
模拟器
用于测试和验证设计的正确性和 功能。
波形仿真
可视化信号波形，以便分析和调 试。
调试工具
帮助定位设计中的错误和问题。
VHDL语言的硬件描述和设计方法
1
结构化设计
将设计分解为可重用的模块，提高灵活
行为级建模
2
性和可维护性。
使用过程描述模块的行为和操作。
3
数据流建模
使用信号和变量描述模块的数据流和计
引导配置
4
算过程。
定义模块间的连接和信号传递关系。
《VHDL语言教程》PPT课 件
欢迎来到《VHDL语言教程》PPT课件，让我们一起探索VHDL语言的定义、历 史背景以及它在数字电路设计中的重要性。
什么是VHDL语言？
VHDL入门易懂教程
VHDL语言特点 四、VHDL语言特点
1、VHDL具有强大的语言结构，系统硬件描述能 力强、设计效率高；具有较高的抽象描述能力。 如：一个可置数的16位计数器的电原理图：
6
用VHDL描述的可置数16位计数器：
7
2、VHDL语言可读性强，易于修改和发现错误。 3、VHDL具有丰富的仿真语句和库函数，可对 VHDL源代码进行早期功能仿真，有利于大 系统的设计与验证。 4、VHDL设计与硬件电路关系不大。 5、VHDL设计不依赖于器件，与工艺无关 。 6、移植性好。 7、VHDL体系符合TOP-DOWN和CE（并行工程）设计 思想。 8、VHDL设计效率高，产品上市时间快，成本低。 9、易于ASIC实现。
3
三、VHDL的作用 VHDL的作用
1、VHDL打破软、硬件的界限 传统的数字系统设计分为： 硬件设计（硬件设计人员） 软件设计（软件设计人员） VHDL是电子系统设计者和 EDA工具之 间的界面。 EDA工具及 HDL的流行，使电子系统向集 成化、大规模和高速度等方向发展。 美国硅谷约有80%的 ASIC和 FPGA/CPLD 已采用 HDL进行设计。
配置（Configuration）
16
实体（说明） 一、实体（说明）
实体（说明）： 定义系统的输入输出端口 语法：
ENTITY <entity_name> IS Generic Declarations Port Declarations END <entity_name>; (1076-1987 version) END ENTITY <entity_name> ; ( 1076-1993 version)
80年代初由美国国防部在实施超高速集成电 路（VHSIC）项目时开发的。 1987年由 IEEE 协会批准为 IEEE 工业标准， 称为 IEEE1076-1987。 各EDA公司相继推出支持VHDL的设计环境。 1993年被更新为 93 标准，即IEEE1076-1993。 进一步提高抽象描述层次，扩展系统描述能力。
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`。
三VHDL语言基础
第三章VHDL语言基础本章介绍VHDL语言的基础知识，具体容包括：1、概述2、VHDL程序的基本结构库、程序包、实体说明、结构体、配置3、VHDL的语言要素语法规则、数据对象、数据类型、运算操作符4、VHDL的描述语句并行语句、顺序语句、子程序、属性语句5、VHDL的描述方式行为描述方式、寄存器传输级描述方式、结构描述方式第一节概述HDL（Hardware DescriptionLanguage）：硬件描述语言，描述数字电路和系统的语言。
具体来说，用于描述数字系统的结构、行为、功能和接口。
在EDA设计中，设计者利用硬件描述语言，可以描述自己的设计思想，完成设计输入的步骤。
设计输入共有三种方法——原理图、文本、波形输入，其中，文本输入方式就是用硬件描述语言跟计算机交流，让计算机读懂设计者的设计。
VHDL的全称是Very-High-Speed Integrated CircuitHardwareDescriptionLanguage，译作甚高速集成电路硬件描述语言，是当前广泛使用的HDL 语言之一，并被IEEE和美国国防部采用为标准的HDL语言。
1、发展历程：美国国防部1982年开发VHDL语言，在1987年被IEEE采用为标准硬件描述语言。
在实际使用过程中，发现1987年版本的缺陷，并于1993年对87版进行了修订。
因此，现在有两个版本的VHDL语言。
1）1987年的IEEE 1076（VHDL87）2）1993年进行了修正（VHDL93）VHDL语言目前已成为，开发设计可编程逻辑器件的重要工具。
2、优点：VHDL语言能够成为标准化的硬件描述语言并获得广泛应用，它自身必然具有很多其他硬件描述语言所不具备的优点。
归纳起来，VHDL 语言主要具有以下优点：功能强大，设计方式多样VHDL具有功能强大的语言结构, 可用简洁明确的代码来描述十分复杂的硬件电路。
VHDL 语言设计方法灵活多样，既支持自顶向下的设计方式，也支持自底向上的设计方法；既支持模块化设计方法，也支持层次化设计方法。
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。
VHDL语言学习
VHDL语言学习VHDL语言学习一、组合逻辑电路的VHDL描述1、实体表达ENTITY e_name ISPORT(p_name:port_m data_type;......P_namei:port_mi data_type)END ENTITY e_name实体描述的是电路期间的端口表达和信号属性2、实体名e_name3、PORT语句和端口信号描述电路的端口及端口信号必须要用到PORT(..)；p_name指的是端口信号名4、端口模式port_m定义数据的流动方向和方式IN、OUT、INOUT、BUFFER(输入为内部回读信号)5、数据类型data_typeINTEGER 整数类型BIT位数据类型‘0’’1’需加单引号BOOLEAN布尔数据类型STD_LOGIC标准逻辑位数据类型6、结构体表达ARCHITECTURE arc_name OF e_name IS（说明语句）BEGIN（功能描述语句）END ARCHITECTURE arc_name;（说明语句）不是必须的，包括在结构体中需要说明和定义的数据对象、数据类型、元件调用声明等；（功能描述语句）是必须的。
可以是并行语句、顺序语句，也可以说是混合的。
7、逻辑操作符七种逻辑操作符AND、OR、NAND、NOR、XOR、XNOR、NOT构成组合电路逻辑操作符要求的操作数为三种数据类型BIT、BOOLEAN、STD_LOGIC8、信号传输（赋值）符号和数据比较符号赋值语句y<=a <=表示信号传输或者赋值，两边类型相同比较语句s=’0’=表示一种数据比较符号，语句结果是布尔数据类型9、IF_THEN条件语句顺序语句，必须以END IF结束10、WHEN_ELSE 条件赋值语句并行赋值语句赋值目标<= 表达式WHEN 赋值条件ELSE表达式WHEN 赋值条件ELSE ...........表达式顺序判断赋值，第一句具有最大优先级，判定完成后下面不再执行。
VHDL语言入门教程
VHDL语言入门教程VHDL是一种硬件描述语言，主要用于设计数字电路和系统。
它是由美国国防部门于1980年代初开发的，目的是为了改进电子设计自动化（EDA）工具的开发效率和设计文档的可重复性。
VHDL广泛应用于数字信号处理（DSP）、嵌入式系统、通信系统和各种ASIC（专用集成电路）和FPGA（现场可编程门阵列）的设计。
本教程将介绍VHDL的基础知识，包括语法、数据类型和常见的建模技术。
一、VHDL的语法VHDL的语法由标识符、关键字、运算符和分隔符组成。
其中，标识符用于给变量、信号和实体命名，关键字用于定义语言特定的操作，运算符用于数学和逻辑运算，分隔符用于分隔语句。
VHDL中的代码以一个实体（entity）的声明开始，然后是体（architecture）的声明，最后是信号声明和进程（process）的描述。
以下是一个简单的例子：```vhdlentity AND_gate isportA, B: in std_logic;C: out std_logicend entity AND_gate;architecture Behavior of AND_gate isbeginC <= A and B;end architecture Behavior;```在这个例子中，我们声明了一个名为AND_gate的实体，它有两个输入信号A和B，一个输出信号C。
然后我们定义了一个名为Behavior的体，它描述了AND门的行为：C等于A与B的逻辑与运算结果。
二、VHDL的数据类型VHDL支持许多数据类型，包括标量类型、数据类型、自定义类型和引用类型。
标量类型包括bit、bit_vector、integer、real、std_logic和std_ulogic等。
其中，bit_vector是一组连续的位，std_logic和std_ulogic用于表示单个信号。
数据类型是由标量类型和数组类型组成的。
数组类型可以是一维、二维或更高维的，用于存储多个数据。
vhdl心得体会
vhdl心得体会VHDL是一种硬件描述语言，用于描述数字逻辑电路。
我在学习VHDL过程中，有一些心得体会。
首先，学习VHDL需要有坚实的数字逻辑基础。
VHDL是用于描述数字电路的语言，因此理解数字逻辑的原理和基本概念是非常重要的。
比如理解逻辑门、触发器、多路选择器等基本的数字逻辑元件的工作原理，才能够更好地用VHDL描述这些元件。
其次，学习VHDL需要注重练习和实践。
只是理论的学习是远远不够的，需要通过实践来巩固和应用所学的知识。
可以通过编写小的数字逻辑电路的VHDL代码来实践，比如实现一个简单的加法器、乘法器或者计数器。
通过不断地实践，可以更加熟悉VHDL的语法和规范，并且加深对数字逻辑的理解。
另外，在学习VHDL过程中，需要注重代码的规范和可读性。
VHDL是一种结构化的语言，代码的结构和组织对于后期的维护和调试非常重要。
可以通过使用合适的命名规范、缩进和注释来增加代码的可读性，避免出现混乱和不易理解的情况。
此外，掌握好VHDL的多种建模方法也是很重要的。
VHDL可以使用结构化建模、数据流建模或者行为建模等不同的方法来描述电路。
对不同的电路和设计要求，选择合适的建模方法是关键。
因此，需要深入理解这些建模方法的特点和使用场景，以便更好地应用在实际的设计中。
最后，理解VHDL中的一些高级特性和工具也是很有意义的。
VHDL提供了很多高级特性，比如泛型、过程、状态机等，可以帮助我们更好地描述和优化数字逻辑电路。
同时，VHDL还有一些支持工具，比如仿真工具、综合工具和布局工具等，可以帮助我们验证和优化设计。
掌握这些高级特性和工具，可以提高设计的效率和准确性。
综上所述，学习VHDL需要有坚实的数字逻辑基础，注重实践和练习，注重代码规范和可读性，掌握多种建模方法，了解VHDL中的高级特性和工具。
通过不断地学习和实践，我们可以更好地理解和应用VHDL，更好地完成数字逻辑电路的设计。
VHDL语言知识学习的主要描述语句
VHDL语言的主要描述语句按照语句的执行顺序对VHDL语言进行分类，包含两类语句：●并行描述语句该语句的执行与书写顺序无关，总是同时被执行●顺序描述语句从仿真的角度，该语句是顺序执行的进程语句（PROCESS）是最典型的并行语句，一个构造体内可以有几个进程语句同时存在，而且并发执行。
但是进程内部的所有语句都是顺序语句。
一、顺序描述语句顺序描述语句只能用在进程和子程序中,它和其他高级语言一样,其语句是按照语句的出现的顺序加以执行的。
如下分别介绍有关的顺序描述语句.1.WAIT语句进程在执行过程中总是处于两种状态:执行或挂起,进程的状态变化受等待语句的控制,当进程执行到等待语句,就被挂起,并等待再次执行进程.等待语句的格式:＊WAIT 无限等待＊WAIT ON 敏感信号变化＊WAIT UNTIL 条件满足＊WAIT FOR 时间到（1）WAIT ON格式：WAIT ON 信号[,信号]例5-1PROCESS(a,b)BEGINy<=a AND b;END PROCESS;该例中的进程与下例中进程相同: 例5-1PROCESSBEGINy<=a AND b;WAIT ON a,b;END PROCESS;例5-2PROCESS(a,b)BEGINy<=a AND b;WAIT ON a,b;END PROCESS;（2）WAIT UNTIL 直到条件满足格式: WAIT UNTIL 布尔表达式当进程执行到该语句时,被挂起;若布尔表达式为真时,进程将被启动.例: WAIT UNTIL ((x*10)<100)（3）WAIT FOR 等到时间到格式: WAIT FOR 时间表达式当进程执行到该语句时,被挂起;等待一定的时间后,进程将被启动.例: WAIT FOR 20 ns；WAIT FOR （a*（b+c）；（4）多条件WAIT 语句例: WAIT ON nmi,interrupt UNTIL ((nmi=TRUE) OR (interrupt=TRUE)) FOR 5 us 该等待有三个条件:第一,信号nmi和interrupt 任何一个有一次刷新动作第二, 信号nmi和interrupt 任何一个为真第三, 已等待5 us只要一个以上的条件被满足,进程就被启动.*注意：多条件等待时，表达式的值至少应包含一个信号量的值。
VHDL语言入门教程学习课程
字符：(Character)
TYPE CHARACTER IS (NUL, SOH,STX, …, ‘ ’, ‘!’,…); --通常用‘’引起
字符串：(String)
来，区分大小写；
VARIABLE string_var: STRING (1 TO 7);
string_var:=“A B C D” ;
在条件语句中，必须要全面考虑Std_Logic的所有可能取值情况，否则综合器可 能会插入不希望的锁存器。
第12页/共112页
第十二页，编辑于星期日：七点 三十三分。
➢ 用户自定义
TYPE 数据类型名 IS 数据类型定义 OF 基本数据类型 或 TYPE 数据类型名 IS 数据类型定义
数组：type value_type is array (127 downto 0) of integer; type matrix_type is array (0 to 15, 0 to 31) of std_logic；
HDL设计的电路，在设计的前期，就可以完成电路的功能级的验证。
HDL设计的电路类似于计算机编程。
常用的HDL语言：VHDL 、Verilog HDL
第1页/共112页
第一页，编辑于星期日：七点 三十三分。
VHDL 概述：
VHDL VHSIC
VHSIC Hardwarter Description Language Very High speed integrated circuit
➢ 信号Signal 信号表示逻辑门的输入或输出，类似于连接线，也可以表达存储
元件的状态。信号通常在构造体、程序包和实体中说明。
信号定义语句：
Signal 信号名: 数据类型 :＝初始值 Signal clock：bit :=‘０’; --定义时钟信号类型，初始值为0 Signal count：BIT_VECTOR(3 DOWNTO 0); --定义count为4位位矢量
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。
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（本学习以MAXPLUS10为工具软件）第一章、 VHDL程序的组成一个完整的VHDL程序是以下五部分组成的：库（LIBRARY）：储存预先已经写好的程序和数据的集合程序包（PACKAGE）：声明在设计中将用到的常数、数据类型、元件及子程序实体（ENTITY）：声明到其他实体或其他设计的接口，即定义本定义的输入输出端口构造体（ARCHITECTUR）：定义实体的实现，电路的具体描述配置（CONFIGURATION）：一个实体可以有多个构造体，可以通过配置来为实体选择其中一个构造体库库用于存放预先编译好的程序包（PACKAGE）和数据集合体，可以用USE语句调用库中不同的程序包，以便不同的VHDL设计使用。
库调用的格式：LIRARY 库名USE 库名.所要调用的程序包名.ALL可以这样理解，库在硬盘上的存在形式是一个文件夹，比如库IEEE，就是一个IEEE的文件夹，可以打开MAX PLUSR安装源文件夹，进入VHDL93的文件夹，就可以看到一个IEEE的文件夹，这就是IEEE库，而里面的文件就是一个个对程序包或是数据的描述文件，可以用文本打开来查看文件的内容。
例如在VHDL程序里面经常可以看到“USE ”，可以这样解释这句话，本序里要用到IEEE文件夹下程序包STD_LOGIC_1164，而STD_LOGIC_1164是可以在IEEE文件夹的文件里面看到的，用文本打开，可以看到有一名为“”PAKAGE定义。
简单的来说，库相当于文件夹，而程序包和数据就相当于文件夹里面的文件的内容（注意：不是相当于文件，因为程序包和数据都是在文件里面定义的，而文件名是和实体名相同的，可以说实体相当于文件）。
到了这里就可以考虑一个问题，“在安装MAX PLUS时有多少个库已经存在的呢”，要得到这个问题的答案，可以打开安装目录下的“VHDL93”文件夹，就可以看到里面有五个文件夹，分别是ATERA、IEEE、LPM、STD、VITAL，也就是说你看到了五个库，分别是ATERA功能库：增强型功能部件，即IP核，包括数字信号处理、通信、PCI和其他总线接口、处理器和外设及外设的功能。
IEEE库：由IEEE（美国电子电机工程师学会）制定的标准库LPM库：参数可调模块库STD库：符合VHDL标准的库VITAL库：vhdl上对asic提供高精确度及高效率的仿真模型库调用库的表达有两种，一是显式表式，就是用LIBRARY和USE来调用库里面的程序包或数据，适用于那些不符合VHDL标准的库调用，比如IEEE库；另一种是隐式表式，就是不用说明就自动调用的，适合于符合VHDL标准的库调用，比如STD库，不用写明调用就已经自动调用出来了。
除了上面所介绍的库外，还有用户自定义库及WORK库，WORK库是用户的VHDL现行工作库，从上面的理解可知，WORK库就是用户当前编辑文件所在的文件夹，文件夹里面的其他文件里面所描述包或数据的集合就是WORK库里面的包和数据的集合。
由于WORK库自动满足VHDL 标准，因此在就应用中不必以显式预先说明（比如 LIBRARY WORK这样的定义是多余的）。
程序包在VHDL中，常量、数据类型与子程序可以在实体说明部分和结构体部分加以说明，且实体说明部分所定义的常量、数据类型与子程序在相应的结构体中是可见的（可以被使用的），但在一个实体的说明部分与结构体的部分对于其他实体的说明部分与结构部分是不可见的（注：实体相当于一个文件），程序包（PACKAGE）就是为了使一组常量说明、数据说明、子程序说明和元件说明等内容对于多个设计实体都成为可见的而提供的一种结构，可以这样理解一个实体（文件）里的PACKAGE对常量等的定义在其于的实体（文件）里是可以被使用的。
程序包由包头和包体构成，包头格式：PACKAGE 程序包名 IS说明语句；END 程序包名；说明语句部分可为：USE语句、类型定义、子程序声明（定义在包体）、常量定义、信号声明、元件声明等。
包体格式：PACKAGE BODY 程序包名 IS说明语句；END 程序包名说明部分用于子程序的定义，注：在包中对子程序的说明分为两部分，子程序声明放在包头，子程序的定义在包体。
实体对于程序包不是自动可见（即不是自动就设为使用）的，为了使用程序包说明的内容就必须在实体的开始加上USE语句（即是要用USE来调用程序包里面所说明的东西），即使实体和程序包是在同一个文件里也要这样调用。
实体实体（ENTITY）是VHDL设计中最其本的组成部分之一（另一个是结构体），VHDL表达的所有设计均与实体有关。
实体类似于原理图中的一个部件符号，它并不描述设计的具体功能，只是定义所需的全部输入/输出信号。
实体格式如下：ENTITY 实体名 IS[GENERIC（常数名：数据类型[：设定值]）] 类属说明PORT端口说明（端口信号名1：模式类型；端口信号名2：模式类型；端口信号名3：模式类型；端口信号名4：模式类型）；TYPE语句或常量定义实体申明并行语句实体语句END 实体名；实体名：MAXPLUSII要求实体名必须与VHDL文件名相同，否则编译会出错。
类属参量：用于为设计实体和其外部环境通信的静态信息提供通道，可以定义端口的大小、实体中元件数目及实体的定时特性等等；带有GENERIC的实体所定义的元件叫做参数化元件，即元件的规模或特性由GENERIC的常数决定，在GENERIC所定义的常数是可以在引用过程中修改的，因此利用GENERIC可以设计更加通用的元件，弹性地适应不同的应用。
端口信号名：端口信号名在实体之中必须是唯一的，信号名应是合法的标识符端口模式：分别有IN、OUT、INOUT、BUFFER和LINKAGE，这五种类型在后面的章节将介绍到。
端口类型：常用的有INTEGER、STD_LOGIC、STD_LOGIC_VECTOR，有待后面章节介绍。
实体申明：实体申明部分应放在端口说明的下面，实体申明部分用于定义实体接口中的公共信息，例如可以用来定义新的数据类型和常量定义等。
实体语句：是每一设计实体接口的公共部分，实体语句只能由并行断言语句、并行过程调用语句和被动进程语句，注意，这些实体语句部分应该是被动语句，即在语句中不含有信号赋值语句。
结构体所有能被仿真的实体都由结构体（ARCHITECTURE）描述，即结构体描述实体的结构或行为，一个实体可以有多个结构体，每个结构体分别代表该实体功能的不同实现方案。
结构体格式：ARCHITECTURE 结构体名 OF 实体名 IS[定义语句（元件例化）；]BEGIN并行处理语句；END 结构体名；结构体名是对本结构体的命名，它是该结构体的惟一名称，虽然可以由设计人员自由命名，但一般都将命名和对实体的描述结合起来，结构体对实体描述有三种方式（括号中为命名）：1）行为描述（BEHAVE）：反映一个设计的功能和算法，一般使用进程PROCESS，用顺序语句表达；2）结构描述（STRUCT）：反映一个设计硬件方面的特征，表达了内部元件间连接关系，使用元件例化来描述；3）数据流描述（DATAFLOW）：反映一个设计中数据从输入到输出的流向，使用并行语句描述。
配置一个实体可以用多个结构体描述，具体综合时，选择哪一个结构体来综合，由配置来确定，仿真时用配置语句进行配置能节省大量时间。
配置格式：CONFIGURATION 配置名 OF 实体名ISFOR 选配结构体名；END FOR；END CONFIGURATION；第二章、数据类型、算符、数据对象、属性标识符VHDL标识符由大小写字母、数字和下划线构成，不区分大小写数据对象在逻辑综合中，VHDL常用的数据对象有信号、变量及常量。
1）信号SIGNAL，为全局变量，在程序包说明、实体说明、结构体描述中使用，用于声明内部信号，而非外部信号（外部信号为IN、OUT、INOUT、BUFFER），其在元件之间起互联作用，可以赋值给外部信号。
定义格式：SIGNAL 信号名：数据类型[：=初始值]；赋值格式：目标信号名<=表达式常在结构体中用赋值语句完成对信号赋初值的任务，因为综合器往往忽略信号声名时所赋的值。
2）变量（VARIABLE），只在给定的进程中用于声明局部值或用于子程序中，变量的赋值符号为“：=”，和信号不同，信号是实际的，是内部的一个存储元件（SIGNAL）或者是外部输入（IN、OUT、INOUT、BUFFER），而变量是虚的，仅是为了书写方便而引入的一个名称，常用在实现某种算法的赋值语句当中。
定义格式：VARIABLE 变量名：数据类型[：=初始值]3）常量，全局变量，在结构体描述、程序包说明、实体说明、过程说明、函数调用说明和进程说明中使用，在设计中描述某一规定类型的特定值不变，如利用它可设计不同模值的计数器，模值存于一常量中，对不同的设计，改变模值仅需改变此常量即可，就如上一章所说的参数化元件。
定义格式：CONSTANT 常数名：数据类型：=表达式；4）信号和变量最大的不同在于，如果在一个进程中多次为一个信号赋值，只有最后一个值会起作用，而当为变量赋值时，变量的值改变是立即发生的。
数据类型VHDL是一种强类型语言，对于每一个常数、变量、信号、函数及设定的各种参量的数据类型（DATA TYPES）都有严格要求，相同数据类型的变量才能互相传递和作用，标准定义的数据类型都在VHDL标准程序表STD中定义，实际使用中，不需要用USE语句以显式调用。
VHDL常用的数据类型有三种：标准定义的数据类型、IEEE预定义标准逻辑位与矢量及用户自定义的数据类型。
1）标准定义的数据类型Boolean布尔量：取值为FALSE和TRUECHARACTER字符：字符在编程时用单引号括起来，如‘A’STRING字符串：双引号括起来，如“ADFBD”INTEGER整数：整数范围从-（231-1）到（231-1）；REAL实数：实数类型仅能在VHDL仿真器中使用，综合器不支持BIT位：取值为0或1；TIME时间：范围从-（231-1）到（231-1），表达方法包含数字、（空格）单位两部分，如（10 PS）；BIT_VECTOR位矢量：其于BIT数据的数组，使用矢量必须注明宽度，即数组中的元素个数和排列，如SIGNAL A： BIT_VECTOR（7 DOWNTO 0）NATUREAL自然数：整数的一个POSITIVE正整数：SEVRITY LEVEL错误等级：在VHDL仿真器中，错误等级用来设计系统的工作状态，共有四种可能的状态值：NOTE，WARNING，ERROR和FAILURE2） IEEE预定义的标准逻辑位与矢量STD_LOGIC:：工业标准的逻辑类型，取值为‘0’、‘1’、‘Z’、‘X’（强未知）、‘W’（弱未知）、‘L’（弱0）、‘H’（弱1）、‘—’（忽略）、‘U’（未初始化），只有前四种具有实际物理意义，其他的是为了与模拟环境相容才保留的。