关于硬件描述语言(VHDL和Verilog)概要

V e r i l o g-H D L语言简介(总3页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--#1楼主：Verilog HDL语言简介贴子发表于：2008/10/28 13:13:12Verilog HDL语言简介Verilog HDL和VHDL是目前世界上最流行的两种硬件描述语言（HDL：Hardware Description Languag e），均为IEEE标准，被广泛地应用于基于可编程逻辑器件的项目开发。

二者都是在20世纪80年代中期开发出来的，前者由Gateway Design Automation公司（该公司于1989年被Cadence公司收购）开发，后者由美国军方研发。

HDL语言以文本形式来描述数字系统硬件结构和行为，是一种用形式化方法来描述数字电路和系统的语言，可以从上层到下层来逐层描述自己的设计思想。

即用一系列分层次的模块来表示复杂的数字系统，并逐层进行验证仿真，再把具体的模块组合由综合工具转化成门级网表，接下去再利用布局布线工具把网表转化为具体电路结构的实现。

目前，这种自顶向下的方法已被广泛使用。

概括地讲，HDL语言包含以下主要特征：HDL语言既包含一些高级程序设计语言的结构形式，同时也兼顾描述硬件线路连接的具体结构。

通过使用结构级行为描述，可以在不同的抽象层次描述设计。

HDL语言采用自顶向下的数字电路设计方法，主要包括3个领域5个抽象层次。

HDL语言是并行处理的，具有同一时刻执行多任务的能力。

这和一般高级设计语言（例如C 语言等）串行执行的特征是不同的。

HDL语言具有时序的概念。

一般的高级编程语言是没有时序概念的，但在硬件电路中从输入到输出总是有延时存在的，为了描述这一特征，需要引入时延的概念。

HDL语言不仅可以描述硬件电路的功能，还可以描述电路的时序。

Verilog HDL语言的历史1983年，Gateway Design Automation（GDA）硬件描述语言公司的Philip Moorby首创了Verilog HDL。

vhdl和systemverilog混合编译摘要：一、前言二、VHDL 和SystemVerilog 的概述三、混合编译的原理和优势四、混合编译的方法和步骤五、混合编译的实践应用六、总结正文：一、前言随着集成电路的复杂度不断增加，硬件描述语言（HDL）在电路设计中的地位越来越重要。

VHDL 和SystemVerilog 作为两种常用的硬件描述语言，各自有着独特的优势。

为了充分利用这两种语言的特点，混合编译成为了一个热门话题。

二、VHDL 和SystemVerilog 的概述1.VHDL（VHSIC 硬件描述语言）是一种基于文本的硬件描述语言，由美国国防部高级研究计划局（DARPA）于1980 年代开发。

它主要应用于数字电路和模拟混合信号电路的设计。

2.SystemVerilog 是C 语言的扩展，由Accellera 标准化组织于1995 年推出。

它主要用于验证、仿真和测试电路设计。

三、混合编译的原理和优势1.混合编译的原理：混合编译是指在同一个项目中使用VHDL 和SystemVerilog 两种语言进行编程，通过编译器将两种语言的源代码编译成目标文件，最终实现整个系统的功能。

2.优势：混合编译可以充分发挥两种语言的优势，实现更高效、更灵活的设计。

例如，VHDL 适用于描述复杂的数字电路，而SystemVerilog 在验证方面的功能更强。

四、混合编译的方法和步骤1.创建项目：首先创建一个包含VHDL 和SystemVerilog 源文件的项目。

2.编写VHDL 代码：在项目中编写VHDL 代码，实现数字电路的设计。

3.编写SystemVerilog 代码：在项目中编写SystemVerilog 代码，实现验证、仿真和测试功能。

4.配置编译器：选择合适的编译器，配置编译器参数，以支持VHDL 和SystemVerilog 的混合编译。

5.编译：编译项目，生成目标文件。

6.仿真和验证：使用仿真工具对设计进行仿真和验证。

VHDL与Verilog语言VHDL（VHSIC hardware description language）和Verilog是用于电子系统设计的硬件描述语言（HDL）。

这两种语言被广泛应用于数字逻辑设计和仿真，以及硬件描述、验证和综合。

1. VHDL（VHSIC hardware description language）VHDL是一种结构化的硬件描述语言，最初由美国国防部高速集成电路计划办公室（VHSIC，Very High Speed Integrated Circuits）开发。

VHDL以其强大的功能和灵活性而闻名，并被广泛用于数字系统的设计和验证。

VHDL的编写包括实体（Entity）和体（Architecture）两个主要部分。

实体部分描述了数字系统的输入输出接口、信号和组件的声明，而体部分描述了实体的内部结构、信号处理和逻辑功能。

VHDL具有丰富的数据类型、运算符和控制结构，可以方便地描述数字电路的行为和结构。

它还提供了强大的仿真和验证功能，使设计人员能够在开发和测试阶段快速迭代和调试设计。

2. VerilogVerilog是一种硬件描述语言，最初由Gateway Design Automation公司（现在是Cadence Design Systems的一部分）开发。

Verilog以其简洁的语法和易学易用的特性而受到广泛欢迎，并成为工业界标准。

Verilog的设计由模块（Module）组成，每个模块描述了一个黑盒子，包含输入和输出端口以及内部的逻辑功能。

模块可以进行层次化组合，从而实现较复杂的系统级设计。

Verilog的语法类似于C语言，具有类似的数据类型、运算符和控制结构。

它还提供了时序建模的能力，使设计人员能够描述数字电路的时序行为。

3. VHDL与Verilog的比较VHDL和Verilog在语法和功能上有一些区别，但它们都可以用于数字电路的设计和仿真。

以下是它们之间的一些比较：3.1 语法风格VHDL采用结构化的编程风格，需要明确的体、过程和信号声明，可以更好地控制和描述系统的结构和行为。

VHDL语言简介VHDL（VHSIC Hardware Description Language）即可高速集成电路硬件描述语言，是一种用于描述数字系统和电路的硬件描述语言。

它在1981年由美国国防部的高速集成电路联合委员会（VHSIC）开发，用于设计大规模集成电路。

VHDL是一种面向对象的语言，可以用于描述各种数字系统，从简单的逻辑门到复杂的处理器。

它提供了丰富的语法和语义，使得设计人员可以准确地描述他们的电路和系统。

VHDL的优势VHDL作为一种硬件描述语言，在数字系统设计中具有许多优势。

1.可重用性：VHDL允许设计人员创建可重用的模块和子系统，这些模块和子系统可以在不同的项目中重复使用，提高了设计效率和可维护性。

2.仿真和验证：VHDL具有强大的仿真和验证能力，可以在设计之前对系统进行全面的仿真和验证。

这有助于检测和纠正潜在的问题，并确保系统在硬件实现之前达到预期的功能。

3.抽象级别：VHDL允许设计人员在不同的抽象级别上描述系统，从高级的行为级别到底层的结构级别。

这使得设计人员可以根据需要在不同的级别上工作，并且可以更容易地进行系统级别的优化。

4.灵活性和可扩展性：VHDL支持灵活的设计方法和工作流程，并允许设计人员在设计过程中进行迭代和修改。

它还可以与其他常用的设计工具和方法集成，以满足特定的需求。

VHDL语言的基本结构VHDL语言由模块、实体、架构以及信号和过程等基本元素组成。

模块（Module）模块是VHDL中描述数字系统的最基本单位。

一个模块可以包含多个实体和架构，并通过连接信号进行通信。

每个模块都有一个顶层实体和一个或多个架构。

实体（Entity）实体是描述模块的接口和行为的抽象。

它定义了输入输出端口，以及模块对外部环境的接口。

一个实体可以有一个或多个架构。

架构（Architecture）架构描述模块的具体行为和内部结构。

它定义了模块的内部信号和过程，以及对外部信号和过程的接口。

VHDL与硬件描述语言VHDL（VHSIC Hardware Description Language）是一种硬件描述语言，被广泛应用于数字电路和系统的设计、仿真和验证中。

本文将介绍VHDL的基本概念、语法和应用，以及其在硬件设计中的重要性和优势。

一、VHDL的基本概念与语法VHDL是由美国国防部下属的VHSIC（Very High Speed Integrated Circuits）计划发起的硬件描述语言标准化工作中发展起来的，它源于Ada语言，并在此基础上进行了修改和扩展。

VHDL采用了面向对象的设计思想，通过描述硬件的结构和行为，实现了对数字系统的高层次抽象。

VHDL的基本元素包括实体（entity）、结构（architecture）和配置（configuration）。

实体定义了模块的接口和信号，结构描述了模块内部的组织和连接关系，配置用于将不同实体和结构进行绑定。

此外，VHDL还提供了丰富的数据类型、控制结构和函数库，以支持复杂的逻辑运算和算术操作。

VHDL代码的编写需要遵循一定的语法规则，如正确使用关键字、语句结束符号等。

此外，注释和缩进等规范的使用可以提高代码的可读性和可维护性。

二、VHDL的应用1. 数字电路设计VHDL在数字电路设计中被广泛应用，通过使用VHDL语言，设计人员可以描述和验证各种数字逻辑电路，包括组合逻辑电路和时序逻辑电路。

借助VHDL仿真工具，可以进行功能仿真、时序仿真和行为仿真，验证设计的正确性和性能。

2. 系统级设计除了用于电路级设计，VHDL还可以用于系统级设计。

通过对模块的整合和功能描述，可以搭建更为复杂的系统，并在此基础上进行仿真和验证。

VHDL支持高级抽象和层次化设计，使得系统级设计更加灵活和可重用。

3. ASIC和FPGA设计VHDL在应用特定的集成电路（ASIC）和现场可编程门阵列（FPGA）的设计中，具有非常重要的地位。

ASIC是在集成电路制造厂中进行定制化设计和生产的芯片，而FPGA则是可以在现场进行编程和配置的可重构芯片。

一文看懂VHDL和Verilog有何不同
当前最流行的硬件设计语言有两种，即VHDL 与Verilog HDL，两者各有优劣，也各有相当多的拥护者。

VHDL 语言由美国军方所推出，最早通过国际电机工程师学会(IEEE)的标准，在北美及欧洲应用非常普遍。

而Verilog HDL 语言则由Gateway 公司提出，这家公司辗转被Cadence 所购并，并得到Synopsys 的支持。

在得到这两大EDA 公司的支持后，也随后通过了IEEE 标准，在美国、日本及中国台湾地区使用非常普遍。

我们把这两种语言具体比较下：
1.整体结构
点评：
两者结构基本相似，并行语句的种类也类似;
VHDL 语言需要进行大量说明，程序通常比较长;
Verilog HDL 通常不进行说明，或只进行非常简短的说明，程序比较简短。

2.数据对象及类型
VHDL
常量信号变量9 种预定义类型各类用户定义类型
可描述各类不同的量
必须进行类型说明
运算时必须考虑类型的一致性和适用性
Verilog HDL
常量：数量，参量
变量：网络型寄存器型。

硬件描述语言（HDL，Hardware Description Language）是一种用形式化方法来描述数字电路和系统的语言。

数字系统的设计者利用这种语言可以从上层到下层（从抽象到具体）逐层描述自己的设计思想，用一系列分层次的模块来表示极其复杂的数字系统。

然后利用EDA（Electronic Design Automatic，电子设自动化）工具逐层次进行仿真验证，再把其中需要变为具体物理电路的模块组合由自动综合工具转换到门级电路网表。

接下去，再用专用集成电路（ASIC）或FPGA自动布局布线工具把网表转换为具体电路布线结构的实现。

VHDL全名Very-High-Speed Integrated Circuit HardwareDescription Language 目前，被广泛使用的硬件描述语言有VHDL和Verilog HDL两种。

前者是由美国军方组织开发的，于1987年成为IEEE标准；后者是从一个普通的民间公司的私有财产转化而来的，早在1983年就已推出，于1995年才正式成为IEEE标准。

Verilog HDL和VHDL作为描述硬件电路设计的语言，其共同特点在于：能形式化地抽象表示电路的行为和结构；支持逻辑设计中层次与范围的描述；可借用高级语言的精巧结构来简化电路行为的描述；具有电路仿真与验证机制以保证设计的正确性；支持电路描述由高层到低层的综合转换；硬件描述与实现工艺无关（有关工艺参数可通过语言提供的属性包括进去）；便于文档管理；易于理解和设计重用。

但是，两者又有着各自的特点：（1）语法特点 Verilog HDL和VHDL最大的差别在语法上，Verilog HDL是一种类C语言，而VHDL是一种ADA（Action Data Automation，行动数据自动化）语言。

由于C语言简单易用且应用广泛，因此也使得Verilog HDL语言容易学习，如果有C语言学习的基础，很快就能够掌握；相比之下，VHDL语句较为晦涩，使用难度较大。

vhdl硬件描述语言VHDL 是一种硬件描述语言，用于描述数字电路和系统。

它是一种结构化的、过程化的编程语言，其语法和结构类似于 C 和 C++ 等编程语言。

VHDL 的设计流程包括以下几个方面:1. 确定设计需求和目标：在开始设计之前，需要明确设计的需求和目标，例如设计一个数字电路、一个控制系统或者一个通信系统。

2. 理解设计需求：在明确设计需求之后，需要对设计需求进行深入的理解，例如设计的功能、性能、可靠性、功耗等方面的需求。

3. 描述设计：使用 VHDL 语言对设计进行描述，包括电路的逻辑结构、时序、信号描述等方面。

4. 仿真和验证：使用仿真工具对设计进行模拟和验证，以确保设计的正确性和可靠性。

5. 综合：将 VHDL 代码转换为 IP 核或者硬件描述器，以便实现最终的硬件实现。

6. 调试：对设计进行调试，以便解决设计中的问题，进一步提高设计的可靠性和性能。

VHDL 的主要特点包括:1. 结构化的语法:VHDL 采用了结构化的语法结构，可以使用类、模块、接口等概念对设计进行组织和管理。

2. 描述方式的多样性:VHDL 可以使用 Verilog 和 VHDL 的语法来描述设计，同时也可以使用结构化、过程化、面向对象等描述方式。

3. 支持数字电路和系统的设计:VHDL 是一种面向数字电路和系统的设计语言，可以用于设计数字电路、控制系统、通信系统等。

4. 高度可读可维护性:VHDL 的语法结构简洁明了，易于理解和维护，同时也易于编写和调试。

VHDL 作为一种硬件描述语言，其主要目的是用于描述数字电路和系统的设计，并且可以实现硬件的实现和验证。

在数字电路和系统的设计过程中，VHDL 可以作为一种重要的工具和技术被广泛应用。