《VHDL描述语句》课件

《VHDL描述语句》PPT课件•VHDL简介contents•VHDL基本语法•VHDL主要描述语句目录•VHDL设计描述方法•VHDL设计实例•VHDL与Verilog的比较01VHDL简介VHDL背景VHDL的起源VHDL起源于20世纪80年代，作为硬件描述语言的先驱之一，旨在为数字系统设计提供一个标准化的描述语言硬件描述语言的出现随着集成电路和数字系统设计的快速发展，传统的设计方法已经无法满足需求，硬件描述语言应运而生，为数字系统设计提供了更加高效和灵活的方法VHDL发展历程VHDL标准的制定1987年，IEEE发布了VHDL的标准87-105，并随后进行了修订和完善VHDL的普及和发展随着数字系统设计的广泛应用，VHDL逐渐成为硬件设计的标准语言之一，被广泛应用于数字电路和系统的设计、模拟、验证和实现VHDL应用领域数字电路设计系统级设计VHDL主要用于数字电路和系统的设VHDL也适用于系统级设计，如总线计，包括逻辑门、寄存器传输级、微结构、多处理器系统等处理器等模拟与验证FPGA和ASIC设计VHDL可以进行数字系统的模拟和验VHDL在现场可编程门阵列（FPGA）证，通过仿真测试来确保设计的正确和专用集成电路（ASIC）设计中也性得到了广泛应用02VHDL基本语法标识符010203标识符定义标识符规则标识符命名建议标识符用于表示变量、常以字母开头，后跟字母、使用有意义的名称，避免量、信号、类型、子程序数字或下划线，长度不超使用关键字作为标识符名等名称过30个字符称数据类型数据类型定义数据类型用于定义变量、常量或信号的取值范围和精度标准数据类型如`bit`,`bit_vector`,`integer`,`character`,`boolean`等自定义数据类型用户可以自定义数据类型，如枚举类型、子类型等运算符运算符定义运算符用于对变量、常量或信号进行运算操作运算符分类算术运算符、逻辑运算符、关系运算符、位运算符等运算符优先级按照优先级顺序进行运算，优先级高的运算符先于优先级低的运算符执行表达式表达式定义表达式是由操作数和运算符组成的计算式表达式分类表达式求值算术表达式、逻辑表达式、关系表达式等按照运算符优先级和结合性进行求值，得出表达式的计算结果03VHDL主要描述语句顺序语句IF语句用于描述数字系统中的条件行为CASE语句用于描述多路选择和开关行为LOOP语句用于描述重复行为WAIT语句用于描述同步时序逻辑并行语句PROCESS语句并行执行一组语句，用于01描述组合逻辑和时序逻辑BLOCK语句将一组并行语句组合在一起，02形成一个并行单元COMPONENT语句用于描述子模块的实03例GENERATE语句用于生成多个并行语句04的实例属性描述语句ASSERT语句LINT语句用于检查代码的符合性，确保代码符合VHDL标用于设置断言条件，检查某些条件是否满足准A BC DREPORT语句FOR_GENERATE语句用于生成报告，输出错误或警告信息用于循环生成多个并行语句的实例04VHDL设计描述方法行为描述描述电路的行为和功能通过使用顺序和并行描述语句，行为描述可以详细地描述数字电路的行为和功能它包括过程块、信号赋值、过程调用等行为描述主要关注电路的输入和输出关系，而不涉及具体的硬件实现细节结构描述描述电路的物理结构和组成结构描述使用元件实例、连接端口等元素来描述数字电路的物理结构和组成它类似于传统电路图，能够清晰地展示电路的层次结构和组成结构描述关注电路的具体实现，如门级电路的组成和连接方式混合描述结合行为和结构描述的优点混合描述方法结合了行为描述和结构描述的优点，既关注电路的行为和功能，又考虑电路的具体实现这种方法能够提供更全面和准确的数字电路描述，使得设计者能够更好地理解和分析电路的行为和性能05VHDL设计实例组合逻辑电路设计总结词详细描述总结词详细描述通过使用基本的逻辑门（如组合逻辑电路是VHDL设计通过使用基本的逻辑门（如组合逻辑电路是VHDL设计AND、OR、NOT等）来设中最基本的电路类型之一AND、OR、NOT等）来设中最基本的电路类型之一计组合逻辑电路它由多个输入和输出组成，计组合逻辑电路它由多个输入和输出组成，通过使用基本的逻辑门（如通过使用基本的逻辑门（如AND、OR、NOT等）来实AND、OR、NOT等）来实现特定的逻辑功能在现特定的逻辑功能在VHDL中，可以使用“and”VHDL中，可以使用“and”关键字表示与门，“or”关关键字表示与门，“or”关键字表示或门，“not”关键字表示或门，“not”关键字表示非门等键字表示非门等时序逻辑电路设计•总结词时序逻辑电路具有记忆功能，可以通过触发器（如D触发器、JK触发器等）实现•详细描述时序逻辑电路是VHDL设计中较为复杂的电路类型之一它不仅具有输入和输出，还具有记忆功能，可以通过触发器（如D触发器、JK触发器等）实现在VHDL中，可以使用“process”语句和“if-else”语句等来描述时序逻辑电路的行为•总结词时序逻辑电路具有记忆功能，可以通过触发器（如D触发器、JK触发器等）实现•详细描述时序逻辑电路是VHDL设计中较为复杂的电路类型之一它不仅具有输入和输出，还具有记忆功能，可以通过触发器（如D触发器、JK触发器等）实现在VHDL中，可以使用“process”语句和“if-else”语句等来描述时序逻辑电路的行为状态机设计总结词详细描述状态机是一种特殊的时序逻辑电路，用于描状态机是VHDL设计中非常重要的电路类型述系统的状态转换过程之一，它是一种特殊的时序逻辑电路，用于描述系统的状态转换过程状态机由多个状态组成，每个状态代表系统的一种状态，通过特定的触发条件实现状态之间的转换在VHDL中，可以使用“case”语句和“if-else”语句等来描述状态机的行为状态机设计总结词状态机是一种特殊的时序逻辑电路，用于描述系统的状态转换过程详细描述状态机是VHDL设计中非常重要的电路类型之一，它是一种特殊的时序逻辑电路，用于描述系统的状态转换过程状态机由多个状态组成，每个状态代表系统的一种状态，通过特定的触发条件实现状态之间的转换在VHDL中，可以使用“case”语句和“if-else”语句等来描述状态机的行为06VHDL与Verilog的比较语言结构比较语言风格VHDL是一种类似于高级语言的流程描述语言，而语言起源Verilog则更接近硬件描述语言VHDL起源于欧洲，而Verilog则起源于美国模块化设计在VHDL中，模块化设计是通过库、程序包和实体-结构体实现的，而Verilog则通过模块和端口实现描述能力比较010203描述精度并行处理数据类型Verilog更适合描述数字系统的低Verilog使用“始终块”来描述并Verilog提供了丰富的数据类型，级细节，如门级电路，而VHDL行处理，而VHDL则通过进程来如整数、实数、数组等，而更适合描述高级功能和系统行为实现VHDL的数据类型相对较少应用领域比较学术研究工具支持领域应用由于历史原因，Verilog在在学术研究领域，VHDL由于虽然大多数EDA工具都支持两FPGA和ASIC设计领域的应用其更强的行为描述能力而更受种语言，但Verilog的工具链更为广泛，许多开源项目和IP欢迎更为成熟和丰富核都是用Verilog编写的THANKS感谢观看。