硬件描述语言资料
把设计分为多个适合特定器件内部逻辑 资源实现的逻辑小块的形式
布局与布线
将已分割的逻辑小块放到器件内部逻辑 资源的具体位置并利用布线资源完成各 功能块之间的连接
生成编程文件
生成可供器件编程使用的数据文件
2008-09~2008.12
通过电脑下载到器件
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代码与电路
代码对应于逻辑 逻辑与器件结合产生功能电路 代码的重复代表电路的重复 电路是并行的,所以代码一定是并行的 逻辑的繁简对应代码的繁简
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3 VHDL程序框架(实体+结构)
VHDL的程序至少由实体(entity)和结构体(architecture)两部分组成 实体的作用、结构体的作用
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内部结构 程序存储 资源类型 集成度 使用场合
速度 其他资源 保密性
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CPLD和FPGA比较
CPLD Product-term
内部EEPROM 组合电路资源丰富
FPGA Look-up Table SRAM,外挂EEPROM 触发器资源丰富
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短标识符(1)
短标识符 VHDL的短标识符是遵守以下规则的字符序列: (1) 必须以英文字母打头。 (2) 字符可以是大写、小写的数字(0~9)和下划线(_)。 (3) 下划线前后都必须有英文字母或数字。 (4) EEA工具综合、仿真时,短标识符不区分大小写。 一般地,对VHDL的保留字:ENTITY,ARCHITECTURE,END,
代码仿真 下载
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第2讲: VHDL的基本元素
1 标识符 2 数据对象 3 数据类型 4 操作符 5 端口模式
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1 标识符
标识符规则是VHDL语言中符号书写的一般规则。不仅对电 子系统设计工程师是一个约束,同时也为各种各样的EDA 工具提供了标准的书写规范,使之在综合仿真过程中不生 产生歧义,易于仿真。
end adder1_arch;
--以上是半加器的结构体定义
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VHDL工程的模块化特性
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4 MAX+plusII快速入门
软件的安装 源代码编辑 代码编译
注意1:指向当前工程,文件名与工程名要一致。 注意2:要选择器件,分配引脚。 注意3:任何“警告”都不能忽略。
entity adder1 is
port(
a:in bit;
b:in bit;
s:out bit;
co:out bit
);
end adder1;
--以上是半加器的实体说明
architecture adder1_arch of adder1 is
begin
s<=a xor b;
co<=a and b;
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VHDL语言设计硬件电路的优点(1.3) 1)设计技术齐全,方法灵活,支持广泛 2)系统硬件描述能力强 3)硬件描述语言VHDL可以与工艺无关地进行编程 4)语言标准、规范,易于共享和复用 5)可以仿真验证及优化
VHDL硬件描述语言与计算机软件语言的比较(1.4) 1)VHDL中的硬件相关结构 2)VHDL的并发性 3)VHDL与C++等高级语言比较
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2 VHDL代码如何变成电路
代码是干什么用的? 脚本,与编辑器无关,与语言无关
可编程逻辑器件的结构 门电路阵列,可以采用一定方法使门组装成不同功能的电路 数字电路中中小规模器件如何实现?(编码器(74LS148) 译码器(74LS154)比较器(74LS85)计数器(74LS193)等 CPLD和FPGA: 基于与或阵列结构的器件--阵列型(PROM,EEPROM, PAL,GAL,CPLD,CPLD的代表芯片:Altera的MAX系列) 基于门阵列结构的器件--单元型(FPGA)
历史:随着大规模专用集成电路ASIC(Application-specific IC)的开发和研制,为了提高开发的效率,增加已有成果的可继 承性,各ASIC研制和生产厂家相继开发了用于各自目的的硬件 描述语言。其中最有代表性的是美国国防部开发的VHDL语言。 Viewlogic公司开发的Verilog HDL以及ALTERA公司开发的AHDL 语言。VHDL硬件描述语言在1987年被接纳为IEEE 1076标准,并 且在1993年进行了扩展,修订为新的VHDL语言标准IEEE 1164, 1996年,IEEE 1076.3成为VHDL的综合标准。1995年,中国国家 技术监督局发布的《CAD通用技术规范》中也明确推荐采用VHDL 作为我国电子设计自动化硬件描述语言的国家标准。
硬件描述语言
VHDL概述及其开发环境
1 硬件描述语言的概念、地位、用途、优点 2 VHDL代码如何变成电路 3 VHDL程序框架(实体+结构) 4 MAX+plusII快速入门
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1 硬件描述语言的概念、地位、用途、优点
概念:VHDL是VHSIC(Very High Speed Integrated Circuit) Hardware Descriptions Language的缩写,即超高速集成电路 的硬件描述语言。VHDL语言能够描述硬件电路的结构、行为与 功能。
低
高
完成控制逻辑 慢
能完成比较复杂的算法 快
- 可加密
EAB,锁相环 一般不能保密
设计输入 设计处理 下载编程
把代码转换为逻辑映像
功能仿真 时序仿真 在线测试
综合和优化
优化:将逻辑化简,去除冗余项,减少 设计所耗用的资源
综合:将模块化层次化设计的多个文件 合并为一个网表,使设计层次平面化
映射
VHDL 语 言 有 两 个 标 准 版 : VHDL’87 版 和 VHDL’93 版 。 VHDL’87 版 的 标 识 符 语 法 规 则 经 过 扩 展 后 , 形 成 了 VHDL’93版的标识符语法规则。前一部分称为短标识符, 扩展部分称为扩展标识符。VHDL’93版含有短标识符和扩 展标识符两部分。