EDA第3讲VHDL设计初步.ppt

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1、EDA技术实用教程第三讲VHDL设计初步什么是VHDL？VeryhighspeedintegratedcircuitHardwareDescriptionLanguage(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/输出端口电路的行为和功能VHDL有过多个标准：IEEEStd1076-1987(calledVHDL1987)IE

2、EEStd1076-1993(calledVHDL1993)1076IEEEStandardVHDLLanguageReferenceManual（2002）实体语句结构实体说明单元的一般语句结构：ENTITY实体名IS[GENERIC(类属表);][PORT(端口表);]ENDENTITY实体名;VHDL描述的结构PORT（端口）说明PORT(端口名:端口模式数据类型;{端口名:端口模式数据类型});其中的端口名是设计者为实体的每一个对外通道所取的名字，端口模式是指这些通道上的数据流动方式。数据类型是指端口上流动的数据的表达格式或取

3、值类型，VHDL要求只有相同数据类型的端口信号和操作数才能相互作用。由于PORT说明语句是对一个设计实体界面的说明及对设计实体与外部电路的接口通道的说明，其中包括对每一接口的输入输出模式和数据类型的定义。其格式如下：结构体结构体的组成部分是：对数据类型、常数、信号、子程序和元件等元素的说明部分。描述实体逻辑行为的、以各种不同的描述风格表达的功能描述语句。以元件例化语句为特征的外部元件（设计实体）端口间的连接。结构体的一般语言格式ARCHITECTURE结构体名OF实体名IS[说明语句]BEGIN[功能描述语句]ENDARCHITECT

4、URE结构体名;4.1多路选择器的VHDL描述4.1.12选1多路选择器的VHDL描述图4-1mux21a实体4.1多路选择器的VHDL描述4.1.12选1多路选择器的VHDL描述【例4-1】ENTITYmux21aISPORT(a,b:INBIT;s:INBIT;y:OUTBIT);ENDENTITYmux21a;ARCHITECTUREoneOFmux21aISBEGINy<=aWHENs='0'ELSEb;ENDARCHITECTUREone;4.1多路选择器的VHDL描述相关语句结构和语法说明端口模式IN输入端口，定义的通道为

5、单向只读模式OUT输出端口，定义的通道为单向输出模式INOUT定义的通道确定为输入输出双向端口BUFFER缓冲端口，其功能与INOUT类似VHDL的预定义数据类型1.布尔(BOOLEAN)数据类型2.位(BIT)数据类型3.位矢量(BIT_VECTOR)数据类型4.字符(CHARACTER)数据类型5.整数(INTEGER)数据类型6.实数(REAL)数据类型1.0十进制浮点数0.0十进制浮点数65971.333333十进制浮点数65_971.333_3333与上一行等价8#43.6#e+4八进制浮点数43.6E－4十进制浮点数数据类

6、型7.字符串(STRING)数据类型VARIABLEstring_var:STRING(1TO7);string_var:="abcd"；8.时间(TIME)数据类型TYPEtimeISRANGE－2147483647TO2147483647unitsfs;--飞秒，VHDL中的最小时间单位ps=1000fs;--皮秒ns=1000ps;--纳秒us=1000ns;--微秒ms=1000us;--毫秒sec=1000ms;--秒min=60sec;--分hr=60min;--时endunits;VHDL的预定义数据类型IEEE预定义标

7、准逻辑位与矢量1.标准逻辑位数据类型STD_LOGICBIT数据类型定义：TYPEBITIS('0','1');STD_LOGIC数据类型定义：TYPESTD_LOGICIS('U','X','0','1','Z','W','L','H','-');STD_LOGIC所定义的9种数据的含义是：‘U’表示未初始化的；‘X’表示强未知的；‘0’表示强逻辑0；‘1’表示强逻辑1；‘Z’表示高阻态；‘W’表示弱未知的；‘L’表示弱逻辑0；‘H’表示弱逻辑1；‘-’表示忽略。2.标准逻辑矢量(STD_LOGIC_VECTOR)数据类型STD_L

8、OGIC_VECTOR类型定义如下：TYPESTD_LOGIC_VECTORISARRAY(NATURALRANGE<>)OFSTD_LOGIC;其他预定义标准数据类型1.无符号数据类型(UNSIGNEDTYPE)2.有