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VHDL入门与概述
  • 什么是VHDL?
  • HDL语言的种类
  • VHDL程序的实体
       VHDL实体的组成
         类型说明
         端口说明
         实体说明
  • VHDL程序的结构体
        结构体命名
        信号定义

         VHDL属性
        VHDL进程

        VHDL标识符
        VHDL数字
        VHDL常量
        VHDL变量
        VHDL信号

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         VHDL整形
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        VHDL位矢量类型
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        VHDL实数类型
        VHDL数据类型转换

        VHDL操作符
        VHDL关系操作符
        VHDL逻辑操作符
        VHDL算术操作符
        VHDL并置操作符

        VHDL库
        VHDL程序包

       VHDL语句
       VHDL并行描述语句
       VHDL并发信号赋值语句
       VHDL条件信号赋值语句
       VHDL选择信号赋值语句

       VHDL顺序描述语句
       VHDL赋值语句
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       VHDL CASE

       VHDL程序
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        vhdl表决器
        vhdl乘法器
        vhdl地址译码
        vhdl二分频
        vhdl二选一
        vhdl非门
        vhdl分频器
        vhdl计数器
        vhdl寄存器
        vhdl加法器
        vhdl减法器
        vhdl七段数码管译码器
        vhdl三态总线收发驱动器
        vhdl四选一
        vhdl同步D触发器
        vhdl伪随机码m序列发生器
        vhdl移位寄存器

     VHDL行为描述法
     VHDL数据流描述法
     VHDL结构化描述法
  • 结构体的结构化描述法

    1.5是一个8位比较器的逻辑电路图,其对应的结构化描述(structural description)程序如例1-9所示。

     

     

     

    1.5  8位比较器的逻辑电路图

    【例1-9  8位比较器的结构化描述法

    LIBRARY IEEE;

    USE IEEE std_logic_1164.ALL;

    ENTITY comparator IS

    PORT (a,b: in std_logic_vector(7 downto 0);

                        gout std_logic);

    END comparator;

    USE work.gatespkg.ALL

    ARCHITECTURE structural OF comparator IS

    signal x: std_logic(0 TO 7);

    BEGIN

      u0xnor2 PORT MAP (a(0),b(0),x(0));

      u1xnor2 PORT MAP (a(1),b(1),x(1)); 

      u2xnor2 PORT MAP (a(2),b(2),x(2));

      u3xnor2 PORT MAP (a(3),b(3),x(3));

      u4xnor2 PORT MAP (a(4),b(4),x(4));

      u5xnor2 PORT MAP (a(5),b(5),x(5));

      u6xnor2 PORT MAP (a(6),b(6),x(6));

      u7xnor2 PORT MAP (a(7),b(7),x(7));

      u8xnor2  PORT  MAP  (x(0),x(1),x(2),x(3),x(4),x(5),x(6),x(7),           

                                x(8),g);

    END structural;

    在结构体中,设计任务的程序包内定义了一个8输入与门(and8)和一个二异或非门(xnor2)。把该程序包编译到库中,可通过USE从句来调用这些元件,并从work库中的gatespkg程序包里获取标准化元件。

    结构化描述通常用于层次式设计。在8位比较器的实体设计中,实体说明仅说明了该实体的I/O关系,而设计中采用的标准元件8输入与门and 8和二输入异或非门xnor2是标准元件。它的输入关系也就是and8xnor2的实体说明,是用USE从句的方式从库中调用的。

    对于一个复杂的电子系统,可以分解成许多子系统,子系统再分解成模块。多层次设计可以使设计多人协作,并行同时进行。多层次设计的每个层次都可以作为一个元件,再构成一个模块或构成一个系统,每个元件可以分别仿真,然后再整体调试。

    结构化描述不仅是一个设计方法,而且是一种设计思想,是大型电子系统设计高层主管人员必须掌握的。

    除了一个常规的门电路,其标准化后作为一个元件放在库中调用,用户自己定义的特殊功能的元件也可以放在库中,以方便调用。这个过程称为标准化,有的资料中称为例化。尤其需要声明的是,元件标准化不仅仅是常规门电路,这和标准化元件的含义不一样。即任何一个用户设计的实体,无论功能多么复杂,复杂到一个数字系统,如一个CPU,还是多么简单,简单到一个门电路,如一个倒相器,都可以标准化成一个元件。现在在EDA工程中,工程师们把复杂的模块程序称为软核(softcoreIP core),调试仿真通过的集成电路版图称为硬核,而把简单的通用模块称为元件。

     

     



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