EDA技术实用教程 第2版 教学课件 作者 李洋第五章VHDL.ppt

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1、课程总体内容：由于用硬件描述语言VHDL来对电子线路的表达和设计是EDA建模和实现技术中的最基本和最重要的方法，因此VHDL的学习在EDA技术的掌握中具有十分重要的地位。15.1概述5.2VHDL程序基本结构5.3VHDL语言要素5.4VHDL最基本的描述语句5.5VHDL的其他描述语句内容提要第5章VHDL硬件描述语言(corecontent)25.1概述第5章VHDL硬件描述语言(corecontent)What?What?VHDL？VHDL的优点？VHDL的程序结构？3★设计方法◆传统的电路系统设计方法：纯硬件逻辑设计（试凑法）存在的问题：当系统规模增

2、大，设计工作量大，设计周期长；设计电路的体积大、功耗大、可靠性较低；交流性较差。◆现代电路的设计方法：硬件设计+软件设计从上至下的设计方法出现HardwareDescriptionLanguage——HDL第5章VHDL硬件描述语言(corecontent)4★硬件描述语言◆ABEL◆VerilogHDL◆VHDL美国国防部在80年代初提出了VHSIC（VeryHighSpeedIntegratedCircuit）计划，其目标之一是为下一代集成电路的生产，实现阶段性的工艺极限以及完成10万门级以上的设计，建立一项新的描述方法。1982年提出了一种新的HDL

3、，称之为VHSICHardwareDescriptionLanguage，简称为VHDL。IEEE标准第5章VHDL硬件描述语言(corecontent)5VHDL硬件描述语言的英文全名是Very-High-SpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage。诞生于上世纪80年代初，成熟于80年代末诞生于1982年，由美国国防部为其超高速集成电路VHSIC计划提出的一种硬件描述语言。1987年底，VHDL被IEEE(TheInstituteofElectricalandElectronicsEngineers)和

4、美国国防部确认为标准硬件描述语言，公布了VHDL的标准版本(IEEE-1076)。第5章VHDL硬件描述语言(corecontent)VHDL？-“针对软件应用环境，下面我们主要学习VHDL。61993年，IEEE对VHDL进行了修订，形成了标准(IEEE-1164)。到了1996年又将合成的标准程序和规范加入到VHDL中，称为IEEE1076.3标准。有专家认为，在新的世纪中，VHDL与Verilog语言将承担起几乎全部的数字系统设计任务。第5章VHDL硬件描述语言(corecontent)7VHDL的优点？VHDL主要用于描述数字系统的结构、行为、功能和接

5、口。除了含有许多具有硬件特征的语句外，VHDL的语言形式和描述风格与句法十分类似于一般的计算机高级语言，即采用模块化编程结构。第5章VHDL硬件描述语言(corecontent)8★VHDL语言的主要优点◆是一种多层次的硬件描述语言，覆盖面广，描述能力强。即设计的原始描述可以是非常简练的描述，经过层层细化求精，最终成为可直接付诸生产的电路级或版图参数描述，整个过程都可以在VHDL的环境下进行。◆VHDL有良好的可读性，即可以被计算机接受，也容易被理解用VHDL书写的原文件，即是程序，又是文档，即是技术人员之间交换信息的文件，又可作为合同签约者之间的文件。第5章

6、VHDL硬件描述语言(corecontent)9◆VHDL本身的生命期长。因为VHDL的硬件描述与工艺技术无关，不会因工艺变化而使描述过时。与工艺技术有关的参数可通过VHDL提供的属性加以描述，工艺改变时，只需修改相应程序中的属性参数即可。◆支持大规模设计的分解和已有设计的再利用。一个大规模设计不可能一个人独立完成，它将由多人、多项目组来共同完成。VHDL为设计的分解和设计的再利用提供了有力的支持。◆VHDL已成为IEEE承认的一个工业标准，得到众多EDA公司的支持，在电子工程领域，事实上已成为通用硬件描述语言。★VHDL语言的主要优点第5章VHDL硬件描述语

7、言(corecontent)10如何才算一个完整的VHDL程序(设计实体)，并没有完全一致的结论，因为不同的程序设计目的可以有不同的程序结构。通常认为，一个完整的设计实体的最低要求应该能为VHDL综合器所接受，并能作为一个独立设计单元，即以元件的形式存在的VHDL程序。这里所谓的元件，既可以被高层次的系统所调用，成为该系统的一部分，也可以作为一个电路功能块而独立存在和独立运行。第5章VHDL硬件描述语言(corecontent)11第5章VHDL硬件描述语言(corecontent)VHDL的程序结构？一个完整的VHDL程序的结构通常包括5个部分，如图５.１示

8、。用户use定义区包package定义