VHDL语言设计入门

VHDL入门教程VHDL（Very High-speed Integrated Circuit HardwareDescription Language）是一种用于设计数字电路的硬件描述语言。

它是IEEE 1076标准中规定的一种语言，广泛应用于数字电路的设计、仿真和综合等领域。

本文将为大家介绍VHDL的基础知识和入门教程。

一、VHDL的基本概念1. 实体（Entity）：VHDL代码的最高层次，用于定义模块的输入、输出和内部信号。

2. 架构（Architecture）：定义了实体中的各个信号和组合逻辑的行为。

3. 信号（Signal）：表示数据在电路中的传输和操作。

4. 进程（Process）：定义了组合逻辑的行为，用于描述信号之间的关系。

5. 实体声明（Entity Declaration）：用于描述模块的名称、输入、输出和内部信号。

6. 架构声明（Architecture Declaration）：用于描述模块的内部逻辑。

二、VHDL的基本语法1.实体声明语法：```entity entity_name isport ( port_list );end entity_name;```其中，entity_name是实体的名称，port_list是实体的输入、输出和内部信号。

2.架构声明语法：```architecture architecture_name of entity_name issignal signal_list;beginprocess (sensitivity_list)begin--逻辑行为描述end process;end architecture_name;```其中，architecture_name是架构的名称，entity_name是实体的名称，signal_list是架构的内部信号，sensitivity_list是触发事件的信号列表。

三、VHDL的基本例子下面以一个简单的4位加法器为例介绍VHDL的编写和仿真流程。

VHDL入门教程VHDL（Very High-Speed Integrated Circuit HardwareDescription Language）是一种硬件描述语言，用于设计数字电路和系统。

它是由美国国防部在20世纪80年代早期开发的，并由IEEE 1076标准化。

VHDL可以用于描述电路结构、电路行为和模拟。

一、VHDL概述VHDL是一种硬件描述语言，它允许工程师以更高级的语言编写硬件描述。

它可以描述电路结构、电路行为和模拟。

VHDL可以应用于各种电子系统的设计，从简单的数字逻辑门到复杂的处理器。

二、VHDL基本结构VHDL的基本结构包括实体声明、体声明和结构化代码。

实体声明描述了电路的接口，包括输入和输出。

主体声明描述了电路的行为。

结构化代码定义了电路的结构。

三、VHDL数据类型VHDL提供了多种数据类型，包括标量类型（比如整数和实数）、数组类型和记录类型。

每种类型都有其特定的操作和范围。

四、VHDL信号VHDL中的信号用于在电路中传递信息。

信号可以在过程中赋值，并且具有各种延迟属性。

信号还可以连接到模块的输入和输出端口，以实现电路之间的通信。

五、VHDL实体和体VHDL设计包含实体和体。

实体描述了电路的接口和连接，而体描述了电路的行为。

实体和体之间使用端口来传递信息。

六、VHDL组件VHDL中的组件用于将电路模块化，以实现更高层次的设计和复用。

组件可以在实体中声明，并在体中实例化。

七、VHDL并发语句VHDL中的并发语句用于描述电路中多个同时运行的过程。

并发语句包括并行语句、过程、并行块和并行时钟。

八、VHDL测试VHDL测试包括自动测试和手动测试。

自动测试使用测试工具和仿真器来验证电路的正确性。

手动测试包括使用仿真器进行手工测试和调试。

九、VHDL实例以下是一个简单的VHDL实例，实现了一个4位二进制加法器：```vhdllibrary IEEE;use IEEE.STD_LOGIC_1164.all;entity binary_adder isporta : in std_logic_vector(3 downto 0);b : in std_logic_vector(3 downto 0);sum : out std_logic_vector(4 downto 0);carry : out std_logicend binary_adder;architecture behavior of binary_adder isbeginprocess(a, b)variable temp_sum : std_logic_vector(4 downto 0);variable temp_carry : std_logic;begintemp_sum := ("0000" & a) + ("0000" & b);temp_carry := '0' when temp_sum(4) = '0' else '1';sum <= temp_sum;carry <= temp_carry;end process;end behavior;```上述VHDL代码定义了一个名为`binary_adder`的实体，它有两个4位输入`a`和`b`，一个5位输出`sum`和一个单一位输出`carry`。

vhdl初步设计知识点VHDL（VHSIC Hardware Description Language）是一种硬件描述语言，用于描述和模拟数字电路。

在VHDL的初步设计阶段，掌握一些基本的知识点非常重要。

本文将介绍VHDL初步设计的几个关键知识点。

一、VHDL简介VHDL是一种硬件描述语言，广泛应用于数字集成电路（ASIC）和可编程逻辑器件（FPGA）的设计过程中。

它允许工程师使用代码来描述数字电路的结构和行为，从而实现电路的仿真、综合和布局布线。

二、VHDL的基本结构在VHDL中，一个完整的设计单元由实体（entity）、体系结构（architecture）和配置（configuration）组成。

实体定义了电路的接口，体系结构定义了电路的内部行为，而配置描述了如何将实体和体系结构相互关联。

三、实体和端口实体是VHDL中的顶层设计单元，类似于一个模块。

一个实体可以有多个输入输出端口，每个端口都有一个名称、数据类型和方向。

使用实体和端口的定义，可以将整个电路分解为更小的功能块，便于模块化设计和复用。

四、信号和过程在VHDL中，信号用于传递数据和状态。

信号可以是标量（单个值）或矢量（多个值），可以是时序信号（在不同时间点上发生变化）或组合信号（即时发生变化）。

过程是一段可执行的代码，用于描述组合逻辑的行为。

五、建立模块间连接在VHDL设计中，模块之间的连接需要使用信号来完成。

通过将一个模块的输出信号连接到另一个模块的输入信号，实现了模块间的数据传输。

在设计阶段需要注意确保信号的方向和宽度匹配，以避免数据传输错误或冲突。

六、仿真和测试VHDL设计完成后，需要进行仿真和测试来验证电路的功能和性能。

仿真是通过对设计代码进行计算机模拟，以检查设计是否满足预期行为。

测试是通过向电路输入不同的测试向量，检查输出是否符合预期结果。

七、时序和时钟在数字电路设计中，时序是一个重要的概念。

时序信号在特定的时间点上发生变化，而时钟信号则用于同步电路的操作。

VHDL语言入门教程VHDL是一种硬件描述语言，主要用于设计数字电路和系统。

它是由美国国防部门于1980年代初开发的，目的是为了改进电子设计自动化（EDA）工具的开发效率和设计文档的可重复性。

VHDL广泛应用于数字信号处理（DSP）、嵌入式系统、通信系统和各种ASIC（专用集成电路）和FPGA（现场可编程门阵列）的设计。

本教程将介绍VHDL的基础知识，包括语法、数据类型和常见的建模技术。

一、VHDL的语法VHDL的语法由标识符、关键字、运算符和分隔符组成。

其中，标识符用于给变量、信号和实体命名，关键字用于定义语言特定的操作，运算符用于数学和逻辑运算，分隔符用于分隔语句。

VHDL中的代码以一个实体（entity）的声明开始，然后是体（architecture）的声明，最后是信号声明和进程（process）的描述。

以下是一个简单的例子：```vhdlentity AND_gate isportA, B: in std_logic;C: out std_logicend entity AND_gate;architecture Behavior of AND_gate isbeginC <= A and B;end architecture Behavior;```在这个例子中，我们声明了一个名为AND_gate的实体，它有两个输入信号A和B，一个输出信号C。

然后我们定义了一个名为Behavior的体，它描述了AND门的行为：C等于A与B的逻辑与运算结果。

二、VHDL的数据类型VHDL支持许多数据类型，包括标量类型、数据类型、自定义类型和引用类型。

标量类型包括bit、bit_vector、integer、real、std_logic和std_ulogic等。

其中，bit_vector是一组连续的位，std_logic和std_ulogic用于表示单个信号。

数据类型是由标量类型和数组类型组成的。

数组类型可以是一维、二维或更高维的，用于存储多个数据。

VHDL入门易懂教程VHDL（VHSIC Hardware Description Language）是一种硬件描述语言，用于描述数字系统的行为，结构和时序。

它是一种用于设计和开发数字电路的语言，比如FPGA（Field-Programmable Gate Array）和ASIC （Application-Specific Integrated Circuit）。

本文将提供一个易懂的VHDL入门教程，以帮助初学者快速了解并上手VHDL语言。

一、VHDL概述VHDL最初是为了满足军事和航空航天领域的需求而开发的，目前已经成为了一种广泛使用的硬件描述语言。

它不仅可以用于系统级的设计，还可以用于模块级和门级的设计。

VHDL的设计思想是从高级抽象开始，逐步转化为底层的物理设计，这使得VHDL非常适合大型和复杂的设计项目。

二、VHDL语法1.声明语句在VHDL中，首先需要声明各种信号和变量，以便在后续的代码中使用。

声明语句的语法如下：```signal signal_name : signal_type := initial_value;variable variable_name : variable_type := initial_value;```其中，signal_name和variable_name为信号和变量的名称，signal_type和variable_type分别为信号和变量的类型，initial_value为信号和变量的初始值。

2.过程语句VHDL中的过程类似于程序中的函数，用于执行一系列的操作。

过程语句的语法如下：```process (sensitivity_list)begin-- codeend process;```sensitivity_list是一个由信号组成的列表，当列表中的任意一个信号发生变化时，过程会被触发执行。

过程中的代码为具体的操作。

3.结构语句VHDL中的结构语句用于描述数字系统的结构，也就是各个模块之间的连接关系。

3 VHDL语言VHDL: VHSIC Hardware Description Language.3.1 VHDL语言基础3.2 VHDL基本结构3.3 VHDL语句3.4 状态机在VHDL中的实现3.5 常用电路VHDL程序3.6 VHDL仿真3.7 VHDL综合HDL----Hardware Description Language一种用于描述数字电路的功能或行为的语言。

目的是提为电路设计效率，缩短设计周期，减小设计成本，可在芯片制造前进行有效的仿真和错误检测。

优点：HDL设计的电路能获得非常抽象级的描述。

如基于RTL(Register Transfer Level)描述的IC，可用于不同的工艺。

HDL设计的电路，在设计的前期，就可以完成电路的功能级的验证。

HDL设计的电路类似于计算机编程。

常用的HDL语言：VHDL 、Verilog HDLØVHDL 是美国国防部在20世纪80年代初为实现其高速集成电路硬件VHSIC 计划提出的描述语言;ØIEEE 从1986年开始致力于VHDL 标准化工作，融合了其它ASIC 芯片制造商开发的硬件描述语言的优点，于93年形成了标准版本（IEEE.std_1164）。

Ø1995年，我国国家技术监督局推荐VHDL 做为电子设计自动化硬件描述语言的国家标准。

VHDL 概述：VHDLVHSIC Hardwarter Description Language Very High speed integrated circuit VHSICVHDL优点:Ø覆盖面广，系统硬件描述能力强，是一个多层次的硬件描述语言;ØVHDL语言具有良好的可读性，既可以被计算机接受，也容易被人们所理解;ØVHDL语言可以与工艺无关编程;ØVHDL语言已做为一种IEEE的工业标准，便于使用、交流和推广。

VHDL语言的不足之处:设计的最终实现取决于针对目标器件的编程器，工具的不同会导致综合质量不一样。

一·1。

数据类型BIT与STD_LOGIC有什么区别。

BIT类型的取值只能是0或1，没有不定状态X，也没有高阻态。

STD_LOGIC类型可以有9种不同的值，包括U—初始值，X-不定，0-0,1—1，Z—高阻态，W—弱信号不定，L—弱信号0，H弱信号1。

‘—’不可能情况.2.信号和变量的异同。

信号是全局量，只要在结构体中已经定义,就可以在结构体中的所有地方使用，信号的赋值符号是”〈=”，信号带入时可以附加延时，信号实际带入过程和带入语句的处理时分开进行的。

变量是局部量，只能在进程，子程序内部定义和使用,变量的赋值符号是“：="，变量的赋值是立即执行的，不能附加延时。

3.VHDL语言的基本顺序语句和并行语句有哪些？双性语句：信号带入语句顺序语句：WHAT语句，断言语句,变量赋值语句,IF语句，CASE语句，LOOP语句，NEXT语句,EXIT语句,过程调用语句，NULL语句。

并行语句：进程（PROCESS）语句，条件带入语句,选择信号带入语句，并发过程调用语句，块语句。

4.用VHDL语言进行硬件设计的流程是什么？1。

分析实际的需求2确定芯片的功能3。

用VHDL 语言描述改元件4.编译，如果有错误修改后再编译直至编译通过。

5。

仿真，如果仿真不符合设计要求，修改程序直至仿真通过。

6。

测试7.综合，8.下载到实际的芯片上。

5.基本的硬件描述语言的种类有哪些?美国国防部开发的VHDL。

Verilog公司开发的Verilog-HDL.日本电子工业振兴协会开发的UDL/I语言。

6.VHDL语言中包含的库的种类有哪些？库：是经编译后的数据的集合，它存放包集合定义，实体定义,构造体定义，和配置定义。

库的种类:1.IEEE库，2。

STD库，3。

面向ASIC 的库，4.WORK库，5。

用户定义库7.IEEE库中所包含的基本类型转换函数有1。

包含程序所用的库LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164。