VHDL硬件描述语言及系统设计ppt课件.ppt

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1、VHDL与数字系统设计VHDL语言VHDL（Very-High-SpeedIntegratedCircuitHardwareDescription)超高速集成电路硬件描述语言。其最大特点是对电路的行为与结构进行高度抽象化规范化，并对设计进行模拟验证与综合优化，使分析和设计高度自动化。支持VHDL语言的软件平台Ispexpert、Isplever、Max+PlusII由软件设计到硬件实现之间的媒介CPLD/FPGA(可编程器件)在编辑器下面编写VHDL源程序存盘(文件名为实体名,后缀为.VHD)编译软件仿真管脚安排（锁定管角）下载由软件设计到硬件实现的流程第1章VHDL的程序结构（1）L

2、IBRARY（库）和PACKAGE（程序包）的声明部分作用：库（Library）用于存放预先编译好的程序包（Package），程序包中定义了数据集合体、逻辑操作和元件等。主要是声明在设计或实体中将用到的常数，数据类型，元件及子程序等。使用格式：LIBRARY库名；USE库名.程序包名.All；设计实体实体描述结构体实体描述主要包括类属和端口两部分说明。结构体—实体的内部描述，结构体主要包括行为、结构和数据流这3部分内容的描述。（2）ENTITY定义作用：定义本设计的输入/出端口，即定义电路的外观,即I/O接口的类型和数量使用格式：…端口名：端口模式数据类型；)；ENTITY实体名IsEnd实体

3、名；格式:Port(端口名：端口模式数据类型；（3）ARCHITECTURE定义作用：定义实体的实现。即电路的具体描述，说明电路执行什么动作或实现功能。ARCHITECTURE结构体名Of实体名IsBegin描述语句；End结构体名；使用格式:举例:设计一个与门电路逻辑符号真值表LibraryIEEE;useieee.std_logic_1164.all;useieee.std_logic_unsigned.all;Entityand2isPort(A：inbit;B：inbit;Y：outbit);Endand2;--定义输入输出端口名字，模式（Mode），信号类型--注意最后语句的分号在括

4、号外实体定义:打开库文件，和常用的程序包ArchitectureNaofand2isBeginY<=’0’whena=’0’andB=‘0’else’0’whenA=’1’andB=‘0’else’0’whenA=’0’andB=‘1’else‘1’;EndNa结构体定义:端口模式有以下几种类型：IN；OUT；INOUT；BUFFER。ArchitectureNbofand2isBeginc<=’1’whena=’1’andb=‘1’else‘0’;EndNb;以上结构体表达何种电路？一个实体可以有几个结构体，即结构体的定义可以有不同的形式结论：第2章VHDL语言要素2.1VHDL语言规则数字

5、型文字、字符串文字、标识符、下标名、段名2-2数据类型数据类型分类：逻辑信号类型和数值信号类型。2-2-1逻辑数据类型（1）布尔代数（Boolean）型定义位置：在std库的standard程序包中进行定义。信号形式：FALSE，TRUE（2）位（Bit）定义位置：在std库的standard程序包中进行定义。信号形式：0，1（低电位，高电位）编码器：输入信号输出信号（3）位数组类型（Bit_Vector）定义位置：在std库的standard程序包中进行定义。例：SignalA:bit_vector(0to7);SignalB:bit_vector(2downto0);输入信号输出信号（4）

6、标准逻辑型（Std_Logic）定义位置：在IEEE库的std_logic_1164程序包中进行定义可以看出，这个“标准逻辑”信号定义，比“位即bit”信号对于数字逻辑电路的逻辑特性描述更完整、更真实。所以在VHDL的程序里，对于逻辑信号的定义，通常都是采用这个“标准逻辑”信号形式。使用这类数据信号，必须包含下面两条声明语句：LibraryIEEE;UseIEEE.std_logic_1164.all;（5）标准逻辑数组类型（Std_Logic_vector）定义位置：在ieee库的std_logic_1164程序包中进行定义。Bit_Vector与Std_Logic_vector的区别在于数

7、组的每一位前者为BIT型（0，1）后者为Std_Logic型2-2-2数值数据类型（1）整数（Integer）定义位置：在std库的standard程序包中进行定义。即数值范围为-231~231。（2）无符号（Unsigned）和有符号（Signed）类型定义位置：有符号（Signed）和无符号（Unsigned）逻辑信号定义在库IEEE的程序包std_logic_arith中。有符号类型数据代表