第1章 VHDL语言基础.ppt

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1、第1章VHDL语言基础1.1VHDL程序基本结构1.2VHDL程序的实体1.3VHDL程序的结构体一、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+plusⅡ要求）。1.1VHDL程序基本结构二、VHDL程序设计引例（74LS00的设计）该芯片符合什么规范，是谁生产的，是否大家认可。该芯片有多少管脚，每个管脚是输入还是输出，每个管脚对输入/输出有什么要求。该芯片各管脚之间的关系，以及能完成什么逻辑功能。在使用一

2、个芯片时，至少需要了解三个方面的信息：相应地，使用VHDL设计一个硬件电路时，也至少需要描述三个方面的信息：规范范围，亦即此设计符合某个设计规范，能得到大家的认可，这就是库、程序包使用说明。②硬件电路与外界的接口信号，这就是设计实体的说明。③硬件电路其内部各组成部分的逻辑关系以及整个系统的逻辑功能，这就是该设计实体对应的结构体说明。1．设计思路74LS00芯片由四个2输入与非门组成。因此设计时可先设计一个2输入与非门（图a所示），再由四个2输入与非门构成一个整体—MY74LS00（图b所示）。ABYYABNAND2(a)YABNAND2A1B1U1Y1YA

3、BNAND2A2B2U2Y2YABNAND2A3B3U3Y3YABNAND2A4B4U4Y4MY74LS00A1B1A2B2A3B3A4B4Y1Y2Y3Y4(b)MY74LS00的设计过程示意图2输入与非门NAND2的逻辑描述--IEEE库及其中程序包的使用说明LIBRARYIEEE；USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL；--实体NAND2的说明ENTITYNAND2ISPORT(A，B：INSTD_LOGIC；Y：OUTSTD_LOGIC)；ENDENTITYNAND2；--实体NAND2的结构体ART1的说明ARCHITECTUREAR

4、T1OFNAND2ISBEGINY<=ANANDB；ENDARCHITECTUREART1；2．VHDL源程序说明：实体NAND2定义了2输入与非门NAND2的引脚信号A、B（输入）和Y（输出），其结构体ART1描述了输入与输出信号间的逻辑关系（A、B与非后传给Y）。MY74LS00的逻辑描述--IEEE库及其中程序包的使用说明LIBRARYIEEE；USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL；--实体MY74LS00的说明ENTITYMY74LS00ISPORT(A1，B1，A2，B2，A3，B3，A4，B4：INSTD_LOGIC；Y1，Y2

5、，Y3，Y4：OUTSTD_LOGIC)；ENDENTITYMY74LS00；说明：根据图b右侧的MY74LS00原理图，实体MY74LS00定义了引脚的端口信号属性和数据类型。--实体MY74LS00的结构体ART2的说明ARCHITECTUREART2OFMY74LS00IS--元件调用声明COMPONENTNAND2ISPORT(A，B：INSTD_LOGIC；Y：OUTSTD_LOGIC)；ENDCOMPONENTNAND2；--元件连接说明BEGINU1：NAND2PORTMAP(A=>A1，B=>B1，Y=>Y1)；U2：NAND2PORTMA

6、P(A=>A2，B=>B2，Y=>Y2)；U3：NAND2PORTMAP(A3，B3，Y3)；U4：NAND2PORTMAP(A4，B4，Y4)；ENDARCHITECTUREART2；说明：结构体ART2描述的是实体MY74LS00由四个2输入与非门构成的。其中COMPONENT→ENDCOMPONENT语句结构对所要调用的NAND2元件作了声明。整个设计包括两个实体（NAND2和MY74LS00），其中MY74LS00为顶层实体。三、VHDL程序的基本结构库、程序包使用说明结构体(ARCHITECTURE)实体(ENTITY)PORT端口说明结构体说明

7、GENERIC类属说明体实计设结构体功能描述VHDL程序设计基本结构一个相对完整的VHDL程序（或称为设计实体）具有比较固定的结构，即至少应包括三个基本组成部分：库、程序包使用说明。实体说明。实体对应的结构体说明。1.2VHDL程序的实体实体是一个表层设计单元，其功能是对设计实体与外部电路进行接口描述。它规定了设计单元的输入/输出接口信号或引脚，是设计实体经封装后对外的一个通信界面。一、实体的组成ENTITY实体名IS[GENERIC(类属表)；][PORT(端口表)；]实体说明部分；[BEGIN实体语句部分；]END[ENTITY][实体名]；二、类属说

8、明类属（GENERIC）参量是一种端口界面常数，常以一种说明的形式