硬件描述语言二ppt课件.ppt

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1、VHDL硬件描述语言(二)VHDL硬件描述语言(二)2.1VHDL程序结构2.2VHDL的语言元素2.3VHDL的基本描述语句2.4VHDL结构体的三种描述方法2.1VHDL程序结构2.1.1VHDL程序基本结构2.1.2VHDL结构体的基本子结构2.1VHDL程序结构2.1.1VHDL程序基本结构例1一个2输入的与门的逻辑描述LIBRARYieee;--库说明语句USEieee.std_logic_1164.ALL;--程序包说明语句ENTITYand2ISPORT(a,b:INSTD_LOGIC;y:OUTS

2、TD_LOGIC);ENDand2;ARCHITECTUREand2xOFand2ISBEGINy<=aANDb;ENDand2x;实体部分结构体部分VHDL设计文件的两个基本组成部分实体（Entity）结构体（Architecture）配置（Configuration）包集合（Package）库（Library）一个完整的VHDL程序库用于存放已编译的实体、结构体、包集合和配置2.1.1VHDL程序基本结构实体部分描述设计系统的外部接口信号（即输入/输出信号）结构体用于描述系统的内部电路配置用于从库中选取所需元

3、件安装到设计单元的实体中包集合存放各设计模块能共享的数据类型、常数、子程序等2.1.1.1实体（ENTITY）实体的一般格式为：ENTITY实体名IS[类属参数说明]；[端口说明]；END；ENTITY、IS、END是VHDL的关键字（保留字）。实体中的每一个I/O信号被称为端口，其功能对应于电路图符号的一个引脚。端口说明则是对一个实体的一组端口的定义，即对基本设计实体与外部接口的描述。端口是设计实体和外部环境动态通信的通道。ayand2b类属参数说明是可选部分。如果需要，可使用以“GENERIC”语句来指定该设

4、计单元的类属参数（如延时、功耗等）。实体名、端口名等均应为符合VHDL命名规则的标识符。端口说明的一般格式为：PORT（端口名{，端口名}：端口模式数据类型；端口名{，端口名}：端口模式数据类型）；端口模式用来说明数据传输通过该端口的方向。端口模式有以下几类：IN（输入）：仅允许数据流进入端口。主要用于时钟输入、控制输入、单向数据输入。OUT（输出）：仅允许数据流由实体内部流出端口。该模式通常用于终端计数一类的输出，不能用于反馈。BUFFER（缓冲）：该模式允许数据流出该实体和作为内部反馈时用，但不允许作为双向端

5、口使用。INOUT（双向）：可以允许数据流入或流出该实体。该模式也允许用于内部反馈。如果端口模式没有指定，则该端口处于缺省模式为：IN。数据类型原则上可以是任何标准的数据类型和用户自定义类型。PORT(a,b:INSTD_LOGIC;y:OUTSTD_LOGIC);inininoutoutbufferinoutmodemode模式及其信号源类属参数说明的格式为：GENERIC（参数名：参数类型：=初始值）；例2：加入类属说明的2输入的与门的逻辑描述ENTITYand2ISGENERIC(m:TIME:=1ns);

6、PORT(a,b:INSTD_LOGIC;y:OUTSTD_LOGIC);ENDand2;ARCHITECTUREand2xOFand2ISSIGNALu:BIT;BEGINu<=aANDb;y<=uafter(m)whenu=’1’elseuafter(m);ENDand2x;例3：四位加法器实体说明程序ENTITYadd4ISPORT(a,b:INSTD_LOGIC_VECTOR(3downto0);Ci:INSTD_LOGIC;Sum:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3downto0);Co:OUT

7、STD_LOGIC);ENDadd4;由实体说明画出四位加法器add4的电路图如下所示。add4a[3..0]b[3..0]Sum[3..0]CiCo2.1.1.2结构体（ARCHITECTURE）结构体的一般格式如下：ARCHITECTURE结构体名OF实体名IS[结构体说明部分];BEGIN[并发处理语句]；END结构体名；结构体说明是指对结构体需要使用的信号、常数、数据类型和函数进行定义和说明。并发处理语句位于BEGIN和END之间，这些语句具体地描述了构造体的行为。并发处理语句是功能描述的核心部分，也是变

8、化最丰富的部分。并发处理语句可以使用赋值语句、进程语句、元件例化语句、块语句以及子程序等。需要注意的是，这些语句都是并发（同时）执行的，与排列顺序无关。2.1.1.3配置（CONFIGURATION）配置的基本格式为：CONFIGURATION配置名OF实体名IS[配置说明]；END配置名；配置语句描述了层与层之间的连接关系，以及实体与构造体之间的连接关系。设计者可以利用