集成电路设计硬件描述语言
VHDL硬件描述语言
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b. 类型参数说明 必须放在端口说明前面,用于指定参数。 c. 端口说明格式 PORT( 端口名{,端口名}: 方向 端口名{,端口名}: 方向 数据类型名; 数据类型名);
其中, 方向—— IN OUT INOUT BUFFER LINKAGE 输入 输出 双向 输出 不指定方向
注意: * OUT 结构选体中不能再用; * BUFFER 结构选体中能再用。
5
二、VHDL程序的基本结构
* 一个完整的VHDL语言程序通常包含: 实体、 结构体、库、包集合和配置五个部分 a. 实体(Entity) ——用于描述所设计系统或单元的外部接口信号; b. 结构体(Architecture) —— 用于描述所设计系统或单元内部的结构和行为。
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c. 库(Librrary) —— 用于存放已经编译的实体、结构体、包集合和配置。 库可由用户生成或由ASIC芯片制造商提供,以便于 在设计中为大家所共享; d. 包集合(Package) —— 用于存放各设计模块都能共享的数据类型、常数和子 程序等; e. 配置(Configuration) —— 用于从库中选取所需单元来组成系统设计的不同版本; 这个部分有时可以没有。
实体
结构体
a b
&
y
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3.库
—— 库(Library)是经编译后的数据的集合,它存放包 集合定义、实体定义、结构体定义和配置定义。 a. 在VHDL语言中,库的说明总是放在设计单元的最前面, 书写格式为: LIBRARY 库名 ; 注意:
- 在设计时可以直接使用库中的数据。 - 设计者可以共享已经编译过的设计结果。 - 库和库之间是独立的,不能互相嵌套。
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i 结构描述: 描述该设计单元的硬件结构。主要用配置指定语句及元 件例化语句描述元件的类型及元件的互连关系。 ii 行为描述: 描述该设计单元的功能,主要用函数,过程和进程语句, 以算法形式描述数据的变换和传送。 iii 数据流方式/RTL描述: 以类似于寄存器传输级(RTL)的方式描述数据的传输 和变换,主要用并行信号赋值语句,显式表示该设计单 元的行为, 隐式表示了该设计单元的结构。
vhdl硬件描述语言与数字逻辑电路设计
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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。
面试对ic设计岗位的理解
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面试对ic设计岗位的理解
IC设计,Integrated Circuit Design,或称为集成电路设计。
大白话简单说就是:用HDL(硬件描述语言)描述出需要的功能,用CAD 工具把这些HDL 翻译成gds文件,也就是晶圆厂可以认识的文件,在晶圆厂做成一颗颗芯片,你可以在所有电子产品的内部看到。
从玩具芯片,电话,电脑,提款机,汽车电子,等等。
它也是是电子工程学和计算机工程学的一个学科,其主要内容是运用电路设计技术设计集成电路(IC)。
IC设计涉及硬件软件两方面专业知识。
硬件包括数字、模拟电路设计等。
软件包括用汇编语言,C语言等写firmware或用户应用程序。
IC设计是将用户的功能要求转化成电子芯片的过程。
硬件描述语言
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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。
硬件描述语言
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第四讲:硬件描述语言与集成电路设计来金梅 2005年3月27日提纲• Verilog 语言基础 • 芯片设计的抽象层次 • 基本单元电路的Verilog实现 • Modelsim5.x仿真器的使用提纲• Verilog 语言基础 – 标识符 – 逻辑值 – 变量 – 数 – 运算符 – 分级(Hierarchy) – 过程与赋值 – 控制语句 – 时序控制和延迟 – 系统任务 • 芯片设计的抽象层次 • 基本单元电路的Verilog实现 • Modelsim5.x仿真器的使用Verilog标识符• 标识符– 字母、数字、下划线、和$组成的序列 – 第一个是必须是字母或下划线identifier ::= simple_identifier | escaped_identifier simple_identifier ::= [a-zA-Z][a-zA-Z_$] escaped_identifier ::= \ {Any_ASCII_character_except_white_space} white_space white_space ::= space | tab | newline标识符定义的例子module identifiers; /* Multiline comments in Verilog look like C comments and // is OK in here. */ // Single-line comment in Verilog. reg legal_identifier,two__underscores; reg _OK,OK_,OK_$,OK_123,CASE_SENSITIVE, case_sensitive; reg \/clock ,\a*b ; // Add white_space after escaped identifier. //reg $_BAD,123_BAD; // Bad names even if we declare them! initial begin legal_identifier = 0; // Embedded underscores are OK, two__underscores = 0; // even two underscores in a row. _OK = 0; // Identifiers can start with underscoreVerilog逻辑值• 采用4值逻辑– – – – ‘0’, 逻辑低电平或条件为假 ‘1’,逻辑低电平或条件为真 ‘x’,不定态 ‘z’ 或‘?’,高阻态Verilog 变量• 线网(net)– Wire• 类似ASIC中连线,用连续赋值语句驱动 • 缺省值为高阻‘z’– Supply1, supply0• 分别对应正、负电源• 寄存器(reg)– 类似于编程语言中的变量 – 用进程赋值语句驱动 – 在always模块内赋值的每一个信号都必须定义为 reg型 – 缺省值是‘x’Wire类型示例module declarations_1; wire pwr_good, pwr_on, pwr_stable; // Explicitly declare wires. integer i; // 32-bit, signed (2's complement). time t; // 64-bit, unsigned, behaves like a 64-bit reg. event e; // Declare an event data type. real r; // Real data type of implementation defined size. // An assign statement continuously drives a wire: assign pwr_stable = 1'b1; assign pwr_on = 1; // 1 or 1'b1 assign pwr_good = pwr_on & pwr_stable;Reg类型示例module declarations_2; reg Q, Clk; wire D; // Drive the wire (D): assign D = 1; // At a +ve clock edge assign the value of wire D to the reg Q: always @(posedge Clk) Q = D; initial Clk = 0; always #10 Clk = ~ Clk; initial begin #50; $finish; end always begin $display("T=%2g", $time," D=",D," Clk=",Clk," Q=",Q); #10; end endmodule数• 常数(constant)是整型和实数的常量 • 整数常量可写为:– Width’radix value (width和radix为可选项)• Radix表示数据类型– 十进制d(D), 二进制b(B),十六进制h(H), 八 进制o(O)module constants; parameter H12_UNSIZED = 'h 12; // Unsized hex 12 = decimal 18. parameter H12_SIZED = 6'h 12; // Sized hex 12 = decimal 18. // Note: a space between base and value is OK. // Note: `' (single apostrophes) are not the same as the ' character. parameter D42 = 8'B0010_1010; // bin 101010 = dec 42 // OK to use underscores to increase readability. parameter D123 = 123; // Unsized decimal (the default). parameter D63 = 8'o 77; // Sized octal, decimal 63. // parameter ILLEGAL = 1'o9; // No 9's in octal numbers! // A = 'hx and B = 'ox assume a 32 bit width. parameter A = 'h x, B = 'o x, C = 8'b x, D = 'h z, E = 16'h ????; // Note the use of ? instead of z, 16'h ???? is the same as 16'h zzzz. // Also note the automatic extension to a width of 16 bits. reg [3:0] B0011,Bxxx1,Bzzz1; real R1,R2,R3; integer I1,I3,I_3; parameter BXZ = 8'b1x0x1z0z;运算符• 与C语言类似 • 共分以下几种• • • • • 算术运算符 关系运算符 逻辑运算符 位逻辑运算符 其它运算符算术运算符• • • • • • + : 加法或正 - :减法或负 * :乘法 / :除法 % : 取模 对于算术运算,任一bit为x或z,结果为 未知。
VHDL与Verilog语言
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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。
集成电路设计 语言
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集成电路设计语言
集成电路设计语言。
集成电路设计语言是指用于描述和设计集成电路的语言,它是电子设计自动化工具中的重要组成部分。
集成电路设计语言可以分为硬件描述语言(HDL)和硬件验证语言(HVL)两大类。
硬件描述语言是一种用于描述数字电路行为的语言,它可以描述数字电路的功能和结构,包括逻辑门、寄存器、计数器等。
常见的硬件描述语言有Verilog和VHDL,它们被广泛应用于数字电路的设计和仿真。
硬件验证语言则是用于验证集成电路设计的语言,它可以描述测试用例、约束和仿真环境。
常见的硬件验证语言有SystemVerilog和e语言,它们可以帮助工程师进行验证和调试,确保设计的正确性和稳定性。
集成电路设计语言的发展使得工程师可以更加高效地进行集成电路设计和验证工作,大大提高了设计的准确性和可靠性。
随着技术的不断进步,集成电路设计语言也在不断演进,为集成电路设计
和验证提供了更加强大和灵活的工具和方法。
总之,集成电路设计语言在当今的集成电路设计领域中扮演着重要的角色,它为工程师提供了强大的工具和方法,帮助他们更好地完成集成电路设计和验证工作,推动了集成电路技术的不断发展和进步。
vhdl语言
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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。
EDA技术与VHDL_汇总
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EDA技术与VHDL_汇总EDA(Electronic Design Automation,电子设计自动化)技术是一类软件和工具的总称,用于帮助设计师在集成电路设计过程中进行系统分析、系统设计、电路设计、物理布局、验证等工作。
EDA技术在现代集成电路设计中起着至关重要的作用。
VHDL(VHSIC Hardware Description Language,可编程硬件描述语言)是一种用于描述数字电路和系统的硬件描述语言。
VHDL通过以人类可读的方式描述电路结构和行为,然后使用EDA工具将VHDL代码转换为实际的电路图和布局。
首先,EDA技术提供了各种工具和环境,可以帮助设计者对电路进行分析和模拟,以验证电路的性能和功能。
设计者可以使用EDA工具对电路进行仿真,以便在实际制造之前发现并消除潜在问题。
在这个过程中,VHDL作为一个硬件描述语言,提供了一种方式来描述和验证电路的行为和功能。
其次,EDA技术还可以帮助设计者将VHDL代码转换为物理布局。
设计者可以使用EDA工具进行逻辑合成、布局布线等操作,根据VHDL代码生成实际的电路图。
这些工具可以通过综合技术将高级抽象描述转换为底层的物理结构,从而提高电路设计的效率和准确性。
此外,EDA技术还可以辅助设计者进行电路的优化。
设计者可以使用EDA工具对电路进行优化,并进行不同级别的折中。
例如,可以通过选择不同的元件、更改电路结构或参数来改善电路性能。
这些优化过程需要设计者对VHDL代码进行分析和修改,以达到更好的性能和功耗表现。
最后,EDA技术还可以帮助设计者进行电路的验证。
使用EDA工具可以对已实现的电路进行验证,确保其符合设计要求。
这些工具可以通过测试用例和仿真来验证电路的正确性,并提供分析报告和调试工具,以便设计者快速定位和修复问题。
VHDL作为硬件描述语言,可以提供详细的功能和行为描述,有助于验证过程的进行。
总而言之,EDA技术与VHDL密切相关,通过提供各种工具和环境,帮助设计者完成集成电路设计的各个阶段。
计算机硬件中的集成电路设计

计算机硬件中的集成电路设计计算机硬件的发展离不开集成电路的设计。
集成电路是将多个电子元器件,如晶体管、电容、电阻等,集成在一块芯片上,通过互连线连接起来,实现特定功能的电路。
在计算机硬件中,集成电路是至关重要的组成部分,它决定了计算机性能的提升和发展。
本文将介绍计算机硬件中的集成电路设计的基本原理与常见技术。
一、集成电路设计的基本原理集成电路设计的基本原理是将多个电子元器件集成在一片芯片上,并通过互连线连接起来,形成一个完整的电路。
整个设计过程包括了电路图设计、排版、布线等多个环节。
1. 电路图设计电路图设计是集成电路设计的第一步,通过画出各种电路元件之间的逻辑关系,确定电路的功能与结构。
在电路图设计中,设计师需要考虑电路的输入与输出、逻辑关系、电源与接地等因素。
2. 排版排版是将电路图中的各个元件布置在芯片上的过程。
在排版中,设计师需要考虑到元件之间的距离、布局的合理性以及信号的传输等因素。
3. 布线布线是将电路图中的各个元件之间通过互连线进行连接的过程。
在布线中,设计师需要考虑到信号传输的速度、信号干扰以及功耗等因素。
二、集成电路设计的常见技术集成电路设计使用了多种技术和方法,以满足不同的设计需求。
下面介绍几种常见的集成电路设计技术。
1. 硬件描述语言(HDL)硬件描述语言是一种专门用于描述硬件电路的语言。
常见的硬件描述语言有VHDL和Verilog。
设计师可以使用硬件描述语言描述电路的逻辑关系、时序关系等,然后通过综合工具将其转换为实际的电路。
2. 功能单元设计功能单元设计是将特定功能的电路设计为一个独立的单元,可重复使用。
这样,设计者可以根据需要选择相应的功能单元,并组合在一起实现更复杂的电路。
3. 特殊电路设计特殊电路设计是根据特定的需求,设计与之相适应的电路。
比如,高速运算电路、存储电路等。
在特殊电路设计中,设计师需要根据需求选择合适的电路结构,并进行详细的电路图设计与布线。
4. 模拟电路设计模拟电路设计是将连续的信号转换为数字信号的过程。
集成电路基础知识单选题100道及答案解析

集成电路基础知识单选题100道及答案解析1. 集成电路的英文缩写是()A. ICB. CPUC. PCBD. ROM答案:A解析:集成电路的英文是Integrated Circuit,缩写为IC。
2. 以下不属于集成电路制造工艺的是()A. 光刻B. 蚀刻C. 焊接D. 扩散答案:C解析:焊接通常不是集成电路制造的核心工艺,光刻、蚀刻和扩散是常见的制造工艺。
3. 集成电路中,负责存储数据的基本单元是()A. 晶体管B. 电容器C. 电阻器D. 触发器答案:D解析:触发器是集成电路中用于存储数据的基本单元。
4. 以下哪种材料常用于集成电路的制造()A. 玻璃B. 塑料C. 硅D. 铝答案:C解析:硅是集成电路制造中最常用的半导体材料。
5. 集成电路的发展遵循()定律A. 摩尔B. 牛顿C. 爱因斯坦D. 法拉第答案:A解析:集成电路的发展遵循摩尔定律。
6. 集成电路封装的主要作用不包括()A. 保护芯片B. 散热C. 提高性能D. 便于连接答案:C解析:封装主要是保护、散热和便于连接,一般不能直接提高芯片的性能。
7. 在数字集成电路中,逻辑门是由()组成的A. 二极管B. 三极管C. 场效应管D. 晶闸管答案:C解析:场效应管常用于数字集成电路中构成逻辑门。
8. 以下哪种集成电路属于模拟集成电路()A. 微处理器B. 计数器C. 放大器D. 编码器答案:C解析:放大器属于模拟集成电路,其他选项通常属于数字集成电路。
9. 集成电路的集成度是指()A. 芯片面积B. 晶体管数量C. 工作频率D. 功耗答案:B解析:集成度通常指芯片上晶体管的数量。
10. 集成电路设计中,常用的硬件描述语言有()A. C 语言B. Java 语言C. VerilogD. Python 语言答案:C解析:Verilog 是集成电路设计中常用的硬件描述语言。
11. 以下关于集成电路测试的说法错误的是()A. 可以检测芯片的功能是否正常B. 可以提高芯片的可靠性C. 测试只在生产完成后进行D. 有助于筛选出不合格的芯片答案:C解析:集成电路测试在生产过程的多个阶段都可能进行,不只是在生产完成后。
vhdl是什么意思
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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是什么意思
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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。
verilog 标准
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verilog 标准
Verilog(Verilog HDL)是一种硬件描述性语言,用于模拟和合成数字电路,并用于设计各种数字系统,包括集成电路(IC)和场可编程门阵列(FPGA)等电子设备。
以下是 Verilog 标准:
1. IEEE 1364-1995:原始 Verilog 标准,也叫 Verilog 95。
2. IEEE 1364-2001:带有一些新功能的 Verilog 2001 标准。
3. IEEE 1364-2005:Verilog 2005 标准,包含更多新功能。
4. IEEE 1800-2005:SystemVerilog 标准,是一种扩展版Verilog,包含了一些新语言特性和编程范式。
5. IEEE 1800-2012:SystemVerilog 新版本,增加了一些新的特性和语言结构。
6. IEEE 1800-2017:SystemVerilog 最新标准,包含了更多功能和改进。
每个版本的 Verilog 都有它自己的特点和一些规范。
SystemVerilog 继承了 Verilog 标准并添加了更多的功能,包括复杂的数据结构、面向对象编程(OOP)、约束随机验证和其他高级特性。
什么是硬件描述语言
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什么是硬件描述语言什么是硬件描述语言,你知道吗?今天就让店铺来教下大家吧,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Verilog HDL。
VHDL发展的较早,语法严格,而Verilog HDL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Verilog HDL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Verilog HDL的参考书相对较少,这给学习Verilog HDL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。
(2)VHDL丰富的仿真语句和库函数,使得在任何大系统的设计早期就能查验设计系统的功能可行性,随时可对设计进行仿真模拟。
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一 数字系统设计 数字技术的发展和集成电路技术密不可分,数 字系统设计随着集成电路技术的发展产生了巨 大变化
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1 传统硬件设计方法步骤 (1)根据系统对硬件要求,合理划分功能模块 (2)对各个功能模块进行详细设计,画出电路 原理图(选择合适器件再进行设计) (3)各模块调试 (4)各模块硬件电路连接起来整体调试
VHDL的英文全名是Very-High-Speed Integrated Circuit HardwareDescription Language,诞生于1982年。1987年 底,VHDL被IEEE确认为标准硬件描述语言 。 IEEE公布 了VHDL的标准版本,IEEE-1076(简称87版) 1993年, IEEE对VHDL进行了修订,公布了新版本的VHDL,即 IEEE标准的1076-1993版本,(简称93版)。最新版本 IEEE1076-2002。
第三代 90年代
以高级语言描述、系统级仿真和综合为特点。设计者摆脱了大量辅 助性工作,精力集中于“要设计什么”而不是“如何设计”,产品 研制 周期缩短,也 硬件描述语言VHDL 历史 所谓硬件描述语言(HDL)就是该语言可以描述 硬件电路的功能,信号连接关系及定时关系。
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2 特点
(1)VHDL具有很强的行为描述能力,可以从逻辑行为上描述和设计大规模
电子系统
(2)具有丰富的仿真语句和库函数,可以在大型系统设计的早期,就进行 仿真
(3)支持大规模设计的分解和已有设计的再利用 (4) 对于VHDL完成的一个确定的设计,可以利用EDA工具进行逻辑综合 和优化, 并自动地把VHDL描述的设计转变成门级网表(根据不同的实现芯 片) (5)VHDL对设计的描述具有相对独立性,设计者可以不懂硬件的结构,也 不必关心最终设计实现的目标器件是什么,而进行独立的设计。 (6)由于VHDL具有类属描述语句和子程序调用等功能,对于已完成的设计, 在不改变源程序的条件下,只需改变类属参量或函数,就能轻易地改变设 计的规模和结构。
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常用EDA工具软件 Synopsys(综合) Cadence ModelSim(仿真) 若干CPLD/FPGA软件 Altera 公司 QuartusII Xilinx 公司 ISE Lattice公司 ispLEVER MAX+plusII Synplify(综合) Precision(综合)
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二 EDA技术及其发展
第一代 20世纪70年代
中小规模 二维平面图形计算机辅助设计,解脱复杂机械的版图设计
第二代 80年代
核心是计算机仿真和自动布局布线,主要应用软件有数字、模拟电 路分析、印刷电路板、现场可编程门阵列布局布线,分为设计分析 生产测试多个软件包。不能进行系统级仿真与综合。如在产品开发 后期发现错误,浪费大
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2 传统硬件设计方法缺点 设计中采用布尔方程或门级描述方式,难以有效 完成设计,特别对于大规模集成电路来说,采用 布尔方程或门级描述,需要花费大量人力。 模拟调试通常在硬件电路设计后期进行,一旦发 现不符合要求,必须重新设计(可能是全部否 定),设计周期增加。
设计完成后主要文件是电路原理图,如规模较大, 阅读修改不便。
方程描述
版图级
几何图形及工艺规则
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(2)VHDL设计过程
门级网表生成后,在完成最终器件硬件设计时,可以有两种选择。第一种转成ASIC芯 片工艺,第二种是用CPLD/FPGA实现
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PLD器件(可编程逻辑器件) PLA→GAL EPLD →CPLD(复杂可编程门阵列)
FPGA(现场可编程门阵列)
主要厂商 Altera ASIC和PLD器件比较 FPGA器件中的新技术(硬拷贝、软核cpu) Xilinx Lattice
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3 VHDL进行设计的过程
(1)集成电路设计的层次 行为级 描述输入输出响应、芯片实现算法
寄存器级(RTL) 基本单元为寄存器、计数器、多路选择器、算术
逻辑单元等。描述基本单元的互连 逻辑门级 基本单元为逻辑门、触发器,常用布尔方程、卡诺图表示
电路级
基本单元为晶体管、电阻、电容等,常用电压电流的微分
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