vhdl设计初步(新模版)32513【课件

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1、《数字电路与系统设计》EDA实验VHDL设计初步主讲：徐少莹电子工程学院Email：shyxu@mail.xidian.edu.cn《数字电路与系统设计》EDA实验内容安排：电子工程学院必修课（☆）硬件描述语言(VHDLorVerilogHDL)（10学时☆）EDA设计工具软件及实验（10学时☆※）综合设计实验（10学时☆※）西安电子科技大学国家电工电子教学基地第1部分VHDL设计初步《数字电路与系统设计》EDA实验VHDL历史回顾VHDL语言是美国国防部(DOD)在20世纪80年代初为实现其高速集成电路计划(VHSIC－VeryHighSpee

2、dIntegratedCircuit)而提出的一种硬件描述语言(HDL－HardwareDescriptionLanguage)，以作为各合同商之间提交复杂电路设计文档的一种标准方案，VHDL的含义为超高速集成电路硬件描述语言。1987年被采纳为IEEE1076标准（VHDL’87）。1993年被更新为IEEE1164标准（VHDL’93）。VHDL—VHSICHardwareDescriptionLanguageHDL的出现是为了适应电子系统设计的日益复杂性。若以计算机软件的设计与电路设计做个类比：机器码好比晶体管/MOS管；汇编语言好比电路网

3、表；HDL语言就如同高级语言。几种常用的HDL语言：（1）VHDL硬件描述语言：功能强，规范性好；（2）VerilogHDL硬件描述语言：功能强、灵活性高；（3）ABEL硬件描述语言：属于较低级的硬件描述语言；（4）AHDL硬件描述语言：Altera公司开发，语法简单，但不通用。其中：VHDL和VerilogHDL已成为IEEE标准。VHDL—VHSICHardwareDescriptionLanguageVHDL在语法和风格上类似于现代高级编程语言。但要注意，VHDL毕竟描述的是硬件，它包含许多硬件特有的结构。HDL是用文字化方法描述电子电路与

4、系统。计算机语言描述特点是：顺序性HDL语言描述的特点是：并行性VHDL—VHSICHardwareDescriptionLanguageVHDL与计算机语言的区别运行的基础计算机语言是在CPU＋RAM构建的平台上运行VHDL设计的结果是由具体的逻辑、触发器组成的数字电路(使用QuartusⅡ软件编程，最终下载入可编程逻辑器件中实现一个数字系统）执行方式计算机语言基本上以串行的方式执行VHDL在总体上是以并行方式工作验证方式计算机语言主要关注于变量值的变化VHDL要实现严格的时序逻辑关系《数字电路与系统设计》回顾组合逻辑电路时序逻辑电路分析设计真

5、值表分析设计输入/输出抽象（实体）电路功能实现（结构体）EntityArchitecture……与、或、非与非、或非异或、同或RS触发器D触发器T触发器JK触发器主要内容安排1多路选择器的VHDL描述2时序电路的VHDL描述3更复杂电路的VHDL描述5VHDL设计练习4有限状态机（状态转移图）设计1多路选择器的VHDL描述例1.12选1多路选择器的VHDL描述2选1MUX输入/输出端口（实体－Entity）abymux21s电路功能实现（结构体－Architecture）?例1.12选1多路选择器的实体描述1多路选择器的VHDL描述abymux2

6、1sENTITYmux21ISPORT（a,b:INBIT;S:INBIT;y:OUTBIT);ENDENTITYmux21;说明：以关键字ENTITY引导，以END(ENTITY)xxx结尾的语句部分，称为实体。描述电路的外部情况及接口性质。ENTITYmux21ISPORT(a,b:INBIT;s:INBIT;y:OUTBIT);ENDENTITYmux21;ARCHITECTUREoneOFmux21ISBEGINy<=aWHENs='0'ELSEb;ENDARCHITECTUREone;例1.12选1多路选择器的结构体描述1(行为描述)a

7、bymux21sS=0S=1abyS说明：以关键字ARCHITECTURE引导，以END(ARCHITECTURE)xxx结尾的语句部分，称为结构体。描述电路的内部逻辑功能或电路结构。1多路选择器的VHDL描述例1.12选1多路选择器的结构体描述2(原理图描述)……ARCHITECTUREoneOFmux21ISSIGNALd,e:BIT;--d,e为内部信号BEGINd<=aAND(NOTS);e<=bANDs;y<=dORe;ENDARCHITECTUREone;abymux21s1多路选择器的VHDL描述例1.12选1多路选择器的结构体描述

8、3(布尔方程描述)1多路选择器的VHDL描述y<=(aAND(NOTs))OR(bANDs);ARCHITECTUREbehaveOFm