硬件描述语言及器件1
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组合逻辑电路实验(一)实验报告一.实验名称:3-8译码器设计 二.实验目的1.掌握ISE 开发工具的使用,掌握FPGA 开发的基本步骤;2.掌握组合逻辑电路设计的一般方法;3.掌握程序下载方法,了解UCF 文件的格式;4.初步了解开发板资源,掌握开发板使用方法。
重点了解滑动开关和LED 显示灯的使用方法。
三.实验内容1.用VHDL 实现3-8译码器模块译码器电路如图2-1所示。
其功能如表2-1所示。
试用VHDL 实现该译码器,并在开发板上进行检验。
表2-1 译码器功能表 EN A B C Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0 1 X X X 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 01113-8 译码器A B CENY0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7图2-1 3-8译码器0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 00 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 2.将程序下载到FPGA并进行检验(1)资源使用要求:用滑动开关SW3~SW1作为输入A,B,C;滑动开关SW0控制EN;8个LED灯表示8个输出。
(2)检验方法:当SW0处于ON(EN=1)位置时,所有LED灯灭;当SW0处于OFF(EN=0),反映当前输入的译码输出在LED灯上显示,即当输入为000(滑动开关SW3-SW1处于OFF状态),LED0亮,其它灯灭,等等。
四.实验步骤1.启动ISE,新建工程文件,编写3-8译码器的VHDL模块;2.新建UCF文件,输入位置约束;3.完成综合、实现,生成下载文件;4.连接开发板USB下载线,开启开发板电源;5.下载到FPGA;6.拨动开关,验证结果是否正确。
计算机系统设计硬件描述语言与逻辑设计计算机系统设计是指通过软件和硬件的相互配合来实现计算机系统的构建和功能。
在这个过程中,硬件描述语言(HDL)发挥着重要的作用。
HDL是一种用于描述计算机系统硬件的语言,它可以用来设计、验证和仿真数字电子电路,并转化为可实现的布局,进而实现系统功能。
一、硬件描述语言的定义与作用硬件描述语言是一种特殊的编程语言,用于描述计算机硬件的功能和结构。
它能够对硬件进行逻辑设计,并通过编程来实现不同的功能。
常见的硬件描述语言包括VHDL(Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language)和Verilog。
硬件描述语言的作用有以下几个方面:1. 设计和验证功能:通过使用硬件描述语言,工程师可以对计算机硬件进行设计和验证。
在设计过程中,硬件描述语言可以描述硬件的功能和结构,有助于工程师在设计阶段快速定位问题并进行修正。
2. 面向抽象级别:硬件描述语言可以在不同的抽象级别上进行描述。
工程师可以在高级抽象级别上描述整个系统,也可以在低级抽象级别上描述硬件电路的细节。
这使得硬件描述语言非常灵活,能够适应不同的设计需求。
3. 支持仿真和验证:硬件描述语言可以与仿真工具结合使用,用于验证设计的正确性。
通过对硬件描述语言编写的代码进行仿真,工程师可以模拟不同输入条件下的系统运行情况,从而验证设计的正确性,发现潜在问题。
二、逻辑设计与硬件描述语言逻辑设计是计算机系统设计的一个重要环节,通过逻辑设计,可以实现计算机系统的各种功能。
硬件描述语言在逻辑设计中扮演着关键的角色。
1. 逻辑门电路的描述:逻辑门电路是计算机系统中最基本的组成部分。
硬件描述语言可以用来描述不同类型的逻辑门电路,并通过逻辑门之间的连接实现复杂的逻辑功能。
2. 状态机的设计:状态机在计算机系统中广泛应用,用于描述系统的状态和状态之间的转换关系。
硬件描述语言可以描述各种类型的状态机,包括Mealy状态机和Moore状态机,并实现其对应的功能。