VHDL入门教程

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1、第3章VHDL基础原理图输入与VHDL文本输入设计的区别★Graphiciswhatyoudrawiswhatyouget“tellmewhathardwareyouwantandIwillgiveittoyou”★VHDLiswhatyouwriteiswhatfunctionalyouget“tellmehowyourcircuitshouldbehaveandtheVHDLcompilerwillgiveyouthehardwarethatdoesthejob”butthedesignercannotcontrolhowthecircuit

2、implement什么是VHDL？VeryhighspeedintegratedHardwareDescriptionLanguage(VHDL)★是IEEE、工业标准硬件描述语言★用语言的方式而非图形等方式描述硬件电路容易修改容易保存★特别适合于设计的电路有：复杂组合逻辑电路，如：译码器、编码器、加减法器、多路选择器、地址译码器…...状态机等等……VHDL的功能和标准VHDL描述◆输入端口◆输出端口◆电路的行为和功能VHDL有过两个标准：◆IEEEStd1076-1987(calledVHDL1987)◆IEEEStd1076-1993(ca

3、lledVHDL1993)【例3-1】ENTITYmux21aISPORT(a,b:INBIT;s:INBIT;y:OUTBIT);ENDENTITYmux21a;ARCHITECTUREoneOFmux21aISBEGINy<=aWHENs='0'ELSEb;ENDARCHITECTUREone;实体结构体3.1VHDL基本语法图3-1mux21a实体图3-2mux21a结构体3.1.1组合逻辑电路的VHDL描述实体描述电路器件的外部情况及各信号端口的基本性质。结构体描述电路器件的内部逻辑功能或电路结构。【例3-2】ENTITYmux21aIS

4、PORT(a,b:INBIT;s:INBIT;y:OUTBIT);ENDENTITYmux21a;ARCHITECTUREoneOFmux21aISSIGNALd,e:BIT;BEGINd<=aAND(NOTS);e<=bANDs;y<=dORe;ENDARCHITECTUREone;例3-1、例3-2中的VHDL功能描述语句都是并行语句。结构体中描述逻辑功能和电路结构的语句分为:顺序语句和并行语句用布尔方程的表达式来描述电路逻辑功能。3.1.1多路选择器的VHDL描述【例3-3】ENTITYmux21aISPORT(a,b,s:INBIT;y:

5、OUTBIT);ENDENTITYmux21a;ARCHITECTUREoneOFmux21aISBEGINPROCESS(a,b,s)BEGINIFs='0'THENy<=a;ELSEy<=b;ENDIF;ENDPROCESS;ENDARCHITECTUREone;例3是用顺序语句IF_THEN_ELSE表达的功能描述。各例的实体和结构体分别是以“ENDENTITYxxx”和“ENDARCHITECTURExx”结尾，符合93版标准。87版的语法要求中,结尾只要“END”或“ENDxx”。绝大多数的综合器兼容两种语法规则。注意3.1.1多路选择

6、器的VHDL描述图3-3mux21a功能时序波形3.1.1多路选择器的VHDL描述1、实体表达实体描述的是电路器件的端口构成和信号属性。例3-4ENTITYe_nameISPORT(p_name:port_mdata_type;……….p_namei:port_midata_type);ENDENTITYe_name;关键词不分大小写！注2、实体名例5例6中e_name是实体名，具体取名由设计者自定。但一般不应用数字或中文定义实体名，也不用元件名作实体名。如or2，latch等。也不能用数字开头的实体名，如74LSxx。3、PORT语句和端口信号

7、名描述电路的端口及其端口信号必须用端口语句PORT（..）；例5例6中的p_name,例1中的a,b,s和y是端口信号名。3.1.2相关语句结构和语法说明4、端口模式例中的port_m表达端口模式。定义端口上数据的流动方向和方式。IN：1）单向只读模式，仅允许数据从此端口流入实体；OUT：1）单向输出模式，仅允许数据流从实体内部输出；2）不能用于内部反馈；3）不用的不能接地；INOUT：输入输出双向端口；PCI总线的地址/数据复用线，DMA控制器数据总线等；BUFFER：与INOUT类似，区别在于当需要输入数据时，只允许内部回读输出的信号，BUF

8、FER的回读信号不是由外部输入的，是由内部产生，向外输出的信号。例1中a，b，s的端口模式都定义为IN，y的为OUT。例3-4ENTIT