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VHDL语言教程VHDL是一种硬件描述语言，用于描述数字电路和系统，并进行硬件的设计和仿真。
它被广泛应用于数字电路设计、嵌入式系统开发和可编程逻辑控制器等领域。
本教程将介绍VHDL语言的基本概念和语法，帮助您了解和学习这门强大的硬件描述语言。
一、VHDL概述VHDL是Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language的缩写，意为高速集成电路硬件描述语言。
它是一种硬件描述语言，用于描述数字电路和系统。
与传统的电路设计方法相比，使用VHDL可以更加方便、高效地进行电路设计和测试。
1.VHDL的起源和发展VHDL最早由美国国防部为了解决数字电路设计复杂、效率低下的问题而研发。
后来，VHDL成为了一种IEEE标准（IEEE1076）并被广泛应用于数字电路设计和仿真。
2.VHDL的优点VHDL具有以下几个优点：-高级抽象：VHDL提供了一种高级描述电路的方法，使得设计者能够更加方便地表达复杂的电路结构和行为。
-可重用性：VHDL支持模块化设计，使得设计者可以将电路的不同部分进行抽象和封装，提高了电路的可重用性。
-高效仿真：VHDL可以进行高效的电路仿真和测试，有助于验证电路设计的正确性和可靠性。
-灵活性：VHDL可以应用于各种不同类型和规模的电路设计，从小规模的数字逻辑电路到大规模的系统级设计。
二、VHDL语法和基本概念1.VHDL的结构VHDL程序由程序单元（unit）组成，程序单元是VHDL描述的最小单元。
程序单元包括实体（entity）、结构（architecture）、过程（process）和包（package）等。
2. 实体（entity）实体是VHDL描述电路模块的一个部分，包括输入输出端口、信号声明和实体标识符等。
3. 结构（architecture）结构描述了实体的具体电路结构和行为，包括组件声明、信号赋值和行为描述等。
简述VHDL的基本结构及每部分的基本功能1.1.简述VHDL的基本结构及每部分的基本功能。
(1)库库是经编译后的数据集合，库中存放的是各种程序包、实体定义、结构体描述等。
设计人员在用VHDL语言设计系统时，库中内容有的可作为标准，有的可作为资源被引用。
库的作用就在于使设计者可以共享已经编译过的设计文件及有用数据。
(2)程序包程序包是VHDL程序的公共存储区，在程序包内说明的数据对实体是透明的。
程序包由程序包说明和程序包体组成。
(3)实体实体可以表示小到一个与门，也可以大到一个数字系统，这个系统可以像微处理器一样的复杂。
在实体的说明部分主要完成设计对象的输入输出端口名称、传输方向、数据类型的定义，即端口的定义。
(4)结构体结构体是设计实体的具体描述，如果把设计实体抽象为一个功能方块图，结构体则描述这个功能方块图内部的具体逻辑实现细节。
一个设计实体的内部实现细节通过结构体的具体描述表现出来。
(5)配置配置是用于描述设计不同层次之间的关系和实体与结构体之间的连接关系。
在实体与结构体之间的连接关系配置说明中，设计者可以利用配置语句为实体提供不同的结构体与之相匹配。
在仿真设计中，可以利用不同配置方式选择不同结构体，分别对不同结构体进行仿真测试。
2.简述VHDL语言实体申明中：IN、OUT、BUFFER和INOUT等端口模式各自的特点。
IN：输入型，只读模式。
OUT：输出型，只写。
BUFFER：缓冲型，带有读功能的输出模式，即输出并向内部反馈,out 相似，但可读。
INOUT：输入输出型，可读可写，可以通过该端口读入或写出信息。
3.在VHDL语言中，标识符必须遵循一些规则，有哪些规则？(1)标示符的第一个字母必须是英文字母。
(2)标示符的最后一个字母不能使下划线字符。
(3)标示符不允许连续出现两个下划线字符。
(4)标示符不区分字母的大小写。
(5)VHDL的保留字不能用于作为标示符使用。
4.VHDL的数据对象有哪几种，它们之间有什么不同？答：VHDL的数据对象包括信号、常量、变量和文件4类。
第三章VHDL语言基础本章介绍VHDL语言的基础知识，具体内容包括：1、概述2、VHDL程序的基本结构库、程序包、实体说明、结构体、配置3、VHDL的语言要素语法规则、数据对象、数据类型、运算操作符4、VHDL的描述语句并行语句、顺序语句、子程序、属性语句5、VHDL的描述方式行为描述方式、寄存器传输级描述方式、结构描述方式第一节概述HDL（Hardware Description Language）：硬件描述语言，描述数字电路和系统的语言。
具体来说，用于描述数字系统的结构、行为、功能和接口。
在EDA设计中，设计者利用硬件描述语言，可以描述自己的设计思想，完成设计输入的步骤。
设计输入共有三种方法——原理图、文本、波形输入，其中，文本输入方式就是用硬件描述语言跟计算机交流，让计算机读懂设计者的设计。
VHDL的全称是V ery-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language，译作甚高速集成电路硬件描述语言，是当前广泛使用的HDL语言之一，并被IEEE和美国国防部采用为标准的HDL语言。
1、发展历程：美国国防部1982年开发VHDL语言，在1987年被IEEE采用为标准硬件描述语言。
在实际使用过程中，发现1987年版本的缺陷，并于1993年对87版进行了修订。
因此，现在有两个版本的VHDL语言。
1）1987年的IEEE 1076（VHDL87）2）1993年进行了修正（VHDL93）VHDL语言目前已成为，开发设计可编程逻辑器件的重要工具。
2、优点：VHDL语言能够成为标准化的硬件描述语言并获得广泛应用，它自身必然具有很多其他硬件描述语言所不具备的优点。
归纳起来，VHDL 语言主要具有以下优点：功能强大，设计方式多样VHDL具有功能强大的语言结构, 可用简洁明确的代码来描述十分复杂的硬件电路。
VHDL 语言设计方法灵活多样，既支持自顶向下的设计方式，也支持自底向上的设计方法；既支持模块化设计方法，也支持层次化设计方法。
EDAVHDL第三章VHDL基本结构VHDL（VHSIC Hardware Description Language）是一种硬件描述语言，用于描述和设计数字电路。
本章将介绍VHDL的基本结构，包括实体、体系结构和实例化。
一、实体（Entity）实体是VHDL设计的最基本单位，用于描述模块的输入输出信号以及模块的功能。
实体由实体头、实体规范和实体体构成。
实体头定义了实体的名称，如下所示：```entity module_name is```其中，module_name为实体的名称。
实体规范定义了实体的输入输出接口以及信号的类型和方向，如下所示：```portsignal_name : signal_type;...```其中，signal_name为信号的名称，signal_type为信号的类型，如std_logic、std_logic_vector等。
实体体定义了实体的功能实现，如下所示：```begin...end entity_name;```其中，entity_name为实体的名称。
二、体系结构（Architecture）体系结构用于具体描述实体的功能实现，一个实体可以对应多个体系结构。
体系结构由体系结构头、信号声明和过程声明组成。
体系结构头定义了体系结构的名称以及对应的实体名称，如下所示：```architecture arch_name of entity_name is```其中，arch_name为体系结构的名称，entity_name为对应的实体名称。
信号声明用于声明体系结构内部使用的信号，如下所示：```signal signal_name : signal_type;```其中，signal_name为信号的名称，signal_type为信号的类型。
过程声明用于定义体系结构的功能实现，如下所示：```beginprocess (sensitivity_list)begin...end process;end arch_name;```其中，sensitivity_list为灵敏列表，指定了过程中响应信号的变化和时钟信号等。
