初探vhdl语言在电子设计中的应用

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1、初探VHDL语言在电子设计中的应用摘要：随着时代的进步，如今社会对电子技术和计算机技术的应用非常普遍，已经完全渗透到各行业中。而电子技术设计作为推动电子技术领域发展的主要动力，其逐渐向着高速度、大容量和小体积的方向发展，因此传统自下而上的电子设计方法已经难以满足要求，因此必须加强对VHDL硬件描述语言的应用。本文主要分析了VHDL硬件描述语言在电子设计中应用的构成，阐述了VHDL硬件描述语言在电子设计中应用的主要特点，并针对VHDL硬件描述语言在电子设计中的应用策略进行了研究和探讨。中国2/vie　　关键词：VHDL硬件描述语言；电子技术设计；设计流程　　VHDL硬件描述语言在数字电路与系

2、统描述、模拟和设计中应用比较普遍，属于电子技术设计的核心[1]。尤其是随着集成电路技术的进步，人们对电子技术设计效率和设计水平的要求不断提升，因此选择合理的硬件描述语言具有必要性，而VHDL硬件描述语言能够有效降低电子技术设计难度，且具有通用性高、支持面广的特征，并获得了市场和电子电力公司的肯定与支持，可以有效促进电子技术设计想着自动化方向发展，缩短开发周期。　　1VHDL语言在电子设计中应用的构成　　VHDL（Very-High-SpeedInte-gratedCircuitHardwareDescriptionLanguagea）硬件描述语言，即超高速集成电路硬件描述语言，主要是应用于

3、数字电路系统性能描述和模拟的语言[2]。VHDL硬件描述语言是在1983年由美国国防部创建，并在后期的发展和应用中，成为硬件描述语言的标准之一。随着IEEE对VHDL硬件描述语言的修订，VHDL硬件描述语言的内容得到的进一步的扩展，主要是从更高的抽象层次和系统描述能力进行扩展。当前VHDL硬件描述语言已经成为通用性硬件描述语言。　　VHDL硬件描述语言的语法具有高度严格的特征，与Ada风格比较相近，即一段完整的VHDL代码包含实体语句、构造体语句、配置说明语句等。其中实体语句主要是针对设计单元的外部接口信号进行描述，构造体语句主要是针对设计单元内部的结构和行为进行描述。根据研究可知，利用构

4、造体语句进行设计单元内部功能描述又可以分为三种方式，即行为级描述、寄存器传输级描述和结构描述等。配置说明依据主要是针对选取不同元件构成设计单元版本的描述。此外VHDL代码还包含库说明语句和包说明语句。其中库是进行编译实体、构造体、包和配置数据的存放，而包则是用来存在共享数据类型、常量和子程序等。常见的库类型主要分为IEEE库、STD库、ASIC矢量库等[3]。　　2VHDL语言在电子设计中应用主要特点　　VHDL硬件描述语言主要是进行数字系统结构、行为、功能和接口的描述，其与其他语言相比，具有很多明显的优势和特点，主要表现在以下几个方面。　　2.1VHDL硬件描述语言描述能力强　　VHDL

5、硬件描述语言具有电路描述能力强和建模能力强等优势，主要表现在其能够从多个层次实现对数字系统的建模与描述，有效简化硬件设计任务，降低硬件设计难度，继而提高电子技术设计效率和设计可靠性。　　2.2VHDL硬件描述语言设计优化能力　　VHDL硬件描述语言应用在电子技术设计中，能够脱离具体硬件电路、设计平台等特性，且其电路行为描述能力和系统描述能力优良，且其生命力和应用潜力非常强大，尤其是在语言易读性方便、层次性方面和结构化设计方面等。　　2.3VHDL硬件描述语言全新设计方法　　VHDL硬件描述语言主要采用自上而下的设计方法，且包含库，有效应用在电子产品生命周期缩短的环境中，面对重新设计、融入全

6、新技术和改变工艺等，均具有良好的适应性。自上而下的设计方法，可以将较大的系统分解成若干个模块，在分工合作时更加简单方便。此外设计人员在利用VHDL硬件描述语言进行电子技术设计时，可以单纯进行功能的设计，对于其他不会影响功能的因素，且无需耗费太多的精力[4]。　　3VHDL语言在电子设计中的应用策略　　在电子技术设计中，VHDL硬件描述语言属于比较高层次的设计方法。技术人员在利用VHDL硬件描述语言进行电子技术设计时，首先要利用VHDL硬件描述语言进行电路系统的表达，并输入至计算机。随后利用HDL综合器对设计进行综合，将软件设计的HDL描述与硬件结构挂钩，实现软件转化为硬件电路。综合的作用主

7、要是将VHDL硬件描述语言转换为低级语言，确保实现与FPGA/CPLD的基本�Y构相应的网表文件[5]。再利用适配器将综合器产生的网标文件配置目标器件中，产生下载文件。适配器又称之为结构综合器，主要是将网标文件针对的目标器件进行逻辑映射操作，如逻辑分割、优化等。而且由于电子技术设计的模拟仿真主要是在高层上实现，能够进一步提高错误发生效率，提升电子技术设计效率。　　仿真主要是利用计算机对设计进行模拟，包含时序仿真、功能仿真