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《VHDL语法基础》PPT课件

VHDL简介

VHDL基本语法元素

VHDL程序结构

VHDL描述风格

VHDL设计实例

VHDL高级特性

contents

目

录

01

VHDL简介

起源

VHDL（VHSICHardwareDescriptionLanguage）起源于1982年，是为了满足美国国防部高级研究计划局（DARPA）的需求而开发的硬件描述语言。

目的

VHDL的目的是为电子设计自动化（EDA）提供一个标准化的硬件描述语言，以便更好地描述、模拟和验证数字电路和系统。

VHDL具有高级描述能力，能够描述数字电路和系统的行为、结构和实现。它支持层次化设计和模块化设计，方便大型系统的描述和验证。

特点

VHDL具有强大的模拟和仿真能力，能够实现精确的电路行为模拟。它还支持多种设计方法学，如自顶向下和自底向上，以及多种设计风格，如行为描述、结构描述和混合描述。

优势

VHDL主要用于数字电路和系统的设计和验证，包括微处理器、数字信号处理器、FPGA和ASIC等。

数字电路设计

VHDL是集成电路设计中的主流语言，广泛应用于芯片级设计和验证。

集成电路设计

VHDL也用于系统级设计和验证，如嵌入式系统、通信系统和网络系统等。

系统级设计

02

VHDL基本语法元素

用于命名实体、对象、信号等的符号。

总结词

标识符由字母、数字和下划线组成，首字母必须为字母，且不能使用VHDL保留字。标识符是区分大小写的。

详细描述

总结词

定义了变量或常量的取值范围和取值含义。

详细描述

VHDL支持多种数据类型，如标量类型（如bit、integer、real等）、复合类型（如array、record、bus等）和用户自定义类型。每种数据类型都有其特定的属性，如大小、符号、精度等。

用于执行算术运算、逻辑运算等操作的符号。

总结词

VHDL支持多种运算符，包括算术运算符（如加法、减法、乘法、除法等）、逻辑运算符（如与、或、非等）、关系运算符（如等于、不等于、大于、小于等）和移位运算符等。

详细描述

用于获取实体、信号或数据对象属性的符号。

属性用于获取对象的某些特性，如数据类型的大小、信号的驱动源等。属性可以在表达式中使用，以获取对象的特定信息。

详细描述

总结词

03

VHDL程序结构

实体用于描述电路的外部接口特性。

实体的名称和端口列表是必须的，而端口的方向（输入、输出或输入/输出）是可选的。

它声明了电路的输入、输出和输入/输出端口。

实体不包含任何行为描述，只是对电路接口的一个声明。

01

02

04

03

程序包是一组相关功能的集合，可以包含类型、常量、子程序和组件声明等。

库和程序包提供了可重用的代码和功能，方便用户在多个项目中共享和使用。

VHDL中的库包含预先定义的功能、类型、常量、和子程序等。

配置用于指定如何将一个或多个结构体实例化到一个特定的实体中。

它定义了如何将不同的结构体实例连接在一起，以实现完整的电路功能。

配置可以指定不同的结构体实例在不同的时间或条件下使用不同的行为描述。

04

VHDL描述风格

描述电路的行为或功能。

行为描述主要关注电路的行为或功能，而不是其物理结构。它通常包括输入、输出和内部信号，以及描述这些信号如何随时间变化的逻辑。

描述电路的物理结构。

结构描述关注电路的物理结构，包括组件和它们之间的连接关系。这种描述风格通常用于描述数字逻辑电路，如组合逻辑和时序逻辑。

描述数据在电路中的流动。

数据流描述关注数据如何在电路中流动，以及数据在每个组件中的处理方式。这种描述风格强调数据路径和数据流，而不是控制流。

05

VHDL设计实例

总结词

寄存器设计

计数器设计

分频器设计

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04

描述了如何使用VHDL设计时序逻辑电路，包括寄存器、计数器、分频器等。

使用VHDL实现寄存器的逻辑功能，并描述了其输入和输出特性。

使用VHDL实现计数器的逻辑功能，并描述了其输入和输出特性。

使用VHDL实现分频器的逻辑功能，并描述了其输入和输出特性。

06

VHDL高级特性

VS

用于在循环或条件语句中生成多个实例或多个信号。

循环语句

允许在VHDL代码中重复执行一段代码，例如“FOR”循环和“WHILE”循环。

生成语句

子程序

子程序是一段可重用的代码，可以在VHDL代码中的多个位置调用。

要点一

要点二

函数

函数是一种特殊的子程序，它接受输入参数并返回一个值。

THANKS

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