7-1 VHDL简介.ppt

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1、7.1VHDL简介一、VHDL的由来1.VHDL的诞生VHDL是VeryhighspeedintegratedcircuitHardwareDescriptionLanguage的缩写，意思是非常高速集成电路的硬件描述语言。诞生于美国国防部的研究计划，目的是为了把电子电路的设计意义以文字或文件的方式保存，以便其他人能轻易地了解电路的设计意义。第7章VHDL语言基础11985年第一版。1987年为IEEE标准(IEEE1076)。1993年增修为IEEE1164标准。1996年加电路合成标准程序和规格IEEE1076.3标准。美国国防部规定其为官方ASIC设计语言。1995年中国国家技术监督局

2、推荐VHDL为我国硬件描述语言的国家标准。第7章VHDL语言基础2.VHDL的标准23.HDL语言的种类VerilogHDL：以C语言为基础，由GDA(GatewayDesignAutomation)公司的PhilMoorby创建于1983年。1989年CADENCE公司收购了GDA公司，拥有VerilogHDL的独家专利。于1990年正式发表了VerilogHDL，并成立OVI(OpenVerilogInternational)组织推进其发展。1995年CADENCE公司放弃了VerilogHDL专利，使之成为IEEE标准(IEEE1364)。第7章VHDL语言基础优缺点：1.VHDL在语

3、法上更严谨。2.文档记录，综合性及器件和系统仿真，VHDL更好。3.VHDL在门级描述方面不如Verilog好，但系统级抽象描述方面优势很大。3二、VHDL语言的作用方案设计系统规划VHDL代码输入编译器功能仿真综合器适配器时序仿真编程文件FPGA/ASIC第7章VHDL语言基础1、从系统方案设计入手，在顶层进行系统功能划分和结构设计。2、用VHDL语言对高层次的系统行为进行描述。3、通过编译器形成标准的VHDL文件，并在系统级验证系统功能的设计正确性。4、用逻辑综合优化工具生成具体的门级电路的网表，这是将高层次描述转化为硬件电路的关键。5、利用产品的网表进行适配后的时序仿真。6、系统的物理

4、实现，可以是CPLD、FPGA或ASIC、SOPC。41、从系统方案设计入手，在顶层进行系统功能划分和结构设计。2、用VHDL语言对高层次的系统行为进行描述。3、通过编译器形成标准的VHDL文件，并在系统级验证系统功能的设计正确性。4、用逻辑综合优化工具生成具体的门级电路的网表，这是将高层次描述转化为硬件电路的关键。5、利用产品的网表进行适配前的时序仿真。6、系统的物理实现，可以是CPLD、FPGA或ASIC、SOPC。第7章VHDL语言基础二、VHDL语言的作用5三、VHDL语言的特点1.支持结构化和自顶向下的设计方法，便于设计模块化。2.具有多层次描述和仿真系统硬件功能的能力。3.支持延

5、迟和惯性延时，真实反映系统和电路的时间特性。4.支持各种不同类型的数字电路和系统的设计。同步，异步的，TTL,CMOS,(CPLD,FPGA)5.移植能力强。第7章VHDL语言基础6三、VHDL语言的特点6.打破了IC设计者与使用者的界线，使原先的IC使用者在掌握了VHDL之后，都变成了IC设计者，都能够随心所欲地设计出具备多个CPU功能的复杂专用芯片。7.VHDL及其配套工具软件简单易学，直观明了，便于迅速掌握，也便于修改。8.极大地缩短了专用芯片的开发周期，降低开发成本，加快了产品更新换代的速度，提高产品的市场竞争力。第7章VHDL语言基础7三、VHDL语言的特点9.大大缩小电路板面积和

6、整机体积，提高产品可靠性，增强产品功能，实现技术保密。10.可实现电路设计的模块化和积木式多级组合。各模块均可在今后被重复再利用（调用）。11.完全实现拥有整机的自主知识产权，不再在关键芯片（专用芯片）的进口及价格方面受制于人。这一点对目前我国尤为重要。第7章VHDL语言基础81、存在问题VHDL或VerilogHDL目前尚无法用于描述模拟电路，跟不上系统芯片SOC（集模/数于一身）的发展要求。综合工具生成的逻辑实现有时并不最佳。四、VHDL语言现存问题和未来发展方向2、未来发展方向（1）面向对象的VHDL研究：VHDL语言的系统级描述缺乏设计概念上的抽象性。面向对象的VHDL可以帮助设计者

7、实现设计更加复杂、规模更大的元件的复用。（2）VITAL的开发：提出面向ASIC设计的VHDL模型的标准化研究开辟了新思路。第7章VHDL语言基础91、概述FPGA（现场可编程门阵列）和CPLD（复杂可编程逻辑器件）是在PAL和GAL基础上发展起来。典型的Xilinx公司的FPGA器件系列和Altera公司的CPLD器件系列。五、CPLD/FPGA简介2、组成（1）二维逻辑块阵列：构成PAL器件逻辑组成核心。