VHDL语言的发展.doc

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1、VHDL语言与数字逻辑电路论文NanjingUniversityofScienceandTechnologj院系：能源与动力工程学院学号：0708190234姓名：宋哲辉硬件描述语言VHDL的发展VHDL的英文全写是：VHSIC（VeryHighSpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage）.翻译成中文就是超高速集成电路硬件描述语言，诞牛于1982年。1987年底，VHDL被IEEE和美国国防部确认为标准硬件描述语言。自IEEE公布了VHDL的标准版木，IEEE-107

2、6（简称87版）之后,各EDA公司相继推岀了自己的VHDL设计环境，或宣布自己的设计工具可以和VHDL接口。此后VIIDL在屯子设计领域得到了广泛的认可，并逐步取代了原有的非标准的硬件描述语言。1993年，IEEE对VHDL进行了修订，从更高的抽象层次和系统描述能力上扩展VHDL的内容，公布了新版本的VIIDL,即IEEE标准的1076-1993版本，（简称93版）。现在，VHDL和Verilog作为IEEE的工业标准硬件描述语言，又得到众多EDA公司的支持，在电子工程领域,已成为事实上的通用硬件描述语言。有专家认为，在新

3、的世纪中，VIIDL将承担起大部分的数字系统设计任务。VHDL语言是一种用于电路设计的高级语言。它在80年代的后期出现。最初是由美国国防部开发出来供美军用来提高设计的可靠性和缩减开发周期的一种使用范围较小的设计语言。VIIDL主要用于描述数字系统的结构、行为、功能和接口。除了含有许多具有硬件特征的语句外，VHDL的语言形式、描述风格以及语法十分类似于一般的计算机高级语言。VHDL的程序结构特点是将一项工程设计，或称设计实体（可以是一个元件，一个电路模块或一个系统）分成外部（或称可视部分，及端口）和内部（或称不可视部分），既

4、涉及实体的内部功能和算法完成部分。在对一个设计实体定义了外部界面后，一旦其内部开发完成后，其他的设计就可以直接调用这个实体。这种将设计实体分成内外部分的概念是VHDL系统设计的基木点。一、VHDL语言的特点硬件描述语言，是利用一种人和计算机都能识别的语言来描述硬件电路的功能，信号连接关系及定时关系，比电路原理图更能表示硬件电路的特性。本小节将传统的屯子设计技术和VIIDL设计方法进行对比，介绍VIIDL语言的特点。1.传统的硬件设计方法。传统的硬件设计中，手工设计占了较大的比例。具有如下几个特征：(1)采用自底向上的设计方

5、法。自底向上的设计方法的特点是在整个逐级设计和测试过程中，始终必须顾及具体冃标器件的技术细节。(2)采用通用逻辑元器件。通常采用74系列和CM0S4000系列的产品进行设计。(3)在系统硬件设计的后期进行调试和仿真。只有在部分或全部硬件电路连接完毕，才可以进行电路调试，一旦考虑不周到，系统设计存在较大缺陷，则要重新设计，使设计周期延长。(4)设计结果是一张电路图。当设计调试完毕后，形成电原理图，该图包括元器件型号和信号之间的互联关系等等。2.使用VHDL的硬件设计方法。在电子设计领域，自顶向下设计方法，只有在EDA技术得到

6、快速发展和成熟应用后才成为可能。VHDL设计方法有如下几个特征：(1)支持自顶向下的设计方法;(2)采用大量的ASIC芯片；(3)早期仿真以确定系统的可行性；(4)使设计更容易，只需写出系统的HDL源程序文件，其他由计算机去做；(5)全部设计文件就是IIDL源程序文件。二、VHDL设计方法的优点VHDL具有功能强大的语言结构，可用明确的代码描述复杂的控制逻辑设计,并且具有多层次的设计描述功能，是一种设计、仿真和综合的标准硬件描述语言。VHDL语言可读性强，易于修改和发现错课。可以使用仿真器对VHDL源代码进行功能仿真。VI

7、IDL允许设计者不依赖于器件。同一个设计描述，可以釆用多种不同器件结构来实现其功能，不要求设计者非常熟悉器件的结构，VHDL描述实现了设计与工艺无关。VHDL描述比网表或原理描述更易读，更易于理解，因为初始VHDL设计描述是与工艺无关的。VIIDL系统优势(1)与其他的硬件描述语言相比，VHDL具有更强的行为描述能力，从而决定了他成为系统设计领域最佳的硬件描述语言。强大的行为描述能力是避开具体的器件结构，从逻辑行为上描述和设计大规模电子系统的重要保证。(2)VIIDL丰富的仿真语句和库函数，使得在任何大系统的设计早期就能查

8、验设计系统的功能可行性，随时可对设计进行仿真模拟。(3)VHDL语句的行为描述能力和程序结构决定了他具有支持大规模设计的分解和已有设计的再利用功能。符合市场需求的大规模系统高效，高速的完成必须有多人甚至多个代发组共同并行工作才能实现。(4)对于用VIIDL完成的一个确定的设计，可以利用EDA工具进行逻辑