vhdl在电子设计实践中的应用

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1、%2200149}WZ1]JUJoJoumrn。a，l、of，She黑nyangWIns}titutXe状ofA黑erona#ult1icalvV.F1e.2b120N04o文章编号:1007一”85(20(9)01一〕)57一03VHDL语言在电子设计实践中的应用赵晨光房启志孙延鹏(沈阳航空工业学院电子工程系辽宁沈阳110034摘要:随着ASIC和计算机技术的不断发展，借助IIDL完成硬件设计已成为电子设计领域的迫切需求。介绍了一种硬件描述语言，即VHDL语言的功能特点以及设计数字逻辑电路和数字系统的新方法，并以设计实例的形式

2、，进一步分析并探讨了将其应用于电子设计自动化(EDA)实验中的优越性。关健词:VHDL;电子设计;EDA中图分类号二TN702&m3z;n1m.A近年来，随着集成电路技术的发展，用传统的专用的VHDL编辑环境，文件保存为.vhd文件。方法进行芯片或系统设计已不能满足要求，迫切2.2功能仿真需要提高设计效率，在这样的技术背景下，能大大文件调人VHDL仿真软件(Maxplusll)进行功降低设计难度的VHDL(Very一High一SpeedInte-能仿真，检查逻辑功能是否正确(也叫前仿真，对gratedCircuitHardwar

3、eDescriptionLanguage)设计方简单的电路设计可跳过这一步，只在布线完成后，法正越来越广泛地被应用川。进行时序仿真)。在《电子设计自动化》课程的实验环节中，我2.3逻辑综合们选择了VHDL语言作为开发工具，并基于Max-文件调人逻辑综合软件，设定约束条件后进Plusll软件平台安排了若干实践性、综合性很强的行综合.即把语言综合为简单的布尔表达式和信设计性题目。号的连接关系.综合后会生成.edf的EDA工业标准文件。1VHDL语言的主要特点2.4布局布线VHDL主要用于描述数字系统的结构、行为、将.edf文件调人P

4、LD厂家提供的软件中进行布功能和接口[t31。应用VHDL进行工程设计的优点局布线，即把设计好的逻辑安排到PLD/FPGA内。是多方面的:2.5时序仿真(1)与其他的硬件描述语言相比，VHDL具有需要利用在布局布线中获得的精确参数，用更强的行为描述能力，能够避开具体的器件结构，仿真软件验证电路的时序(后仿真)。从逻辑行为上描述和设计大规模电子系统的保2.6编程下载证;(2)VHDL丰富的仿真语句和库函数.使得在确认仿真无误后，将文件下载到目标芯片中。任何系统的设计早期就能查验系统的功能可行3VHDL设计例程性，随时可对设计进行仿

5、真模拟;(3)支持自顶向下的设计方法，而且还支持同步电路、异步电路、下面以“扫描数码显示器”实验说明VHDL语FPGA以及其它随机电路的设计。言在数字电路设计中的应用。本实验是将六进制计数器，318译码器，BCD/7段译码器设计和24选2VHDL开发流程4多路数据开关集成在一起，实现一个6位的扫2.1文本编辑描数码显示器。顶层电路图如图1.6进制计数任何文本编辑器都可以进行，也可以用器counters6是用于将时间划分为6个扫描周期，每个周期只选通一位数据，周期0选通第1个数收搞日期:zoos-07一15码LEDI，周期1选通第

6、2个数码LED2，在扫描6作者简介赵晨光(1975一)女，江宁沈阳市人.讲师个周期后，又重新顺序循环。若设置扫描的周期万方数据沈阳航空工业学院学报第21卷足够快，人的感觉就象6个数码同时显示。6位BCD数据中选择一组，通过BCD7段译码后输的扫描数码显示器BEDE，共有6组4位BCD码出，然后再选择下一组数据译码后输出。数据选择输人D[3..0],7位七段译码输出。[6..0]以及6的时序由6进制计数器控制。与此同时，3/8译码根位选线SEL。在进人工作过程时，先从6组器产生位选通信号。alNLmIL6..BLeneE6..e1

7、Lsoa16..Lm}t“曲LEML6..B1LE96w-61图I扫描数码显示管顶层电路图下面是6进制计数器countem6.Ad的部分程序:本设计方法。但我们考虑是否可以打破传统的硬ENTITYcwnten6IS一实体描述件电路设计的界限，用软件方法即借助硬件描述PORT-一定义110端口(Clk:INB打;语言设计出符合要求的硬件系统，使学生在完成elm,:INBIT;一些综合性题目的过程中逐步培养设计数字系统enable:INBIT;RESULT:OUTINTEGERRANGE的另一种截然不同的思路，加深对数字系统的理0T

8、O5);解。我们将VHDL语言的学习作为EDA实验的ENDmunten石;ARCHITECTUREbelieveOFmunlere6巧重点主要考虑到以下几个因素:(t)VHDL语言的eignelq:imegerreoge0l051语法风格类似于C等高级语言，有较