vhdl语言编程

EDA技术及其应用(第三版)西安电子科技大学PPT课件

EDA技术

讲授：伍宗富

《 E D A 技 术》 课 程 教 学

讲授：伍宗富湖南文理学院电气与信息工程学院2012年6月5日星期二

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EDA技术

讲授：伍宗富

第 四 讲 VHDL编程基础(2) 教学目的：使学生掌握VHDL并行语句结构及使用方法。

教学重点：VHDL并行语句。 教学难点：进程语句、元件例化语句。 教学方法：讲授法、计算机辅助法。

课时计划：2学时 使用教材：EDA技术及应用.谭会生等.西安：西安电子科技大学出版社 主要参考文献:[1] 徐光辉等.CPLD/FPGA的开发和应用[M].北京：电子工业出版社 [2] 侯伯亨等.VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计[M].西安：西安电子科技大学出版社 [3] [4] 周立功等.SOPC嵌入式系统基础教程[M].北京：北京航空航天大学出版社

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EDA技术

讲授：伍宗富

课题： VHDL并行语句一、进程语句 二、块语句 三、并行信号赋值语句

四、并行过程调用语句五、元件例化语句

六、生成语句七、课堂小结

八、作业

EDA技术及其应

第二章 VHDL语言简介

2．1 VHDL语言的优点和设计特点

2．1．1 VHDL语言的优点

传统的硬件电路设计方法是采用自下而上的设计方法，即根据系统对硬件的要求，详细编制技术规格书，并画出系统控制流图；然后根据技术规格书和系统控制流图，对系统的功能进行细化，合理地划分功能模块，并画出系统的功能框图；接着就进行各功能模块的细化和电路设计；各功能模块电路设计、调试完成后，将各功能模块的硬件电路连接起来再进行系统的调试，最后完成整个系统的硬件设计。采用传统方法设计数字系统，特别是当电路系统非常庞大时，设计者必须具备较好的设计经验，而且繁杂多样的原理图的阅读和修改也给设计者带来诸多的不便。为了提高开发的效率，增加已有开发成果的可继承性以及缩短开发周期，各ASIC研制和生产厂家相继开发了具有自己特色的电路硬件描述语言（Hardware Description Language，简称HDL）。但这些硬件描述语言差异很大，各自只能在自己的特定设计环境中使用，这给设计者之间的相互交流带来了极大的困难。因此，开发一种强大的、标准化的硬件描述语言作为可相互交流的设计环境已势在必行。于是，美国于1981年提出了一种新的、标准化的HDL，称之为VH

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Very-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：

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Very-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：

太原理工大学 夏路易

第1章 硬件描述语言VHDL

数字系统设计分为硬件设计和软件设计, 但是随着计算机技术、超大规模集成电路（CPLD、FPGA）的发展和硬件描述语言（HDL, Hardware Description Language）的出现，软、硬件设计之间的界限被打破，数字系统的硬件设计可以完全用软件来实现，只要掌握了HDL语言就可以设计出各种各样的数字逻辑电路。

1.1 老的硬件设计方法

老的硬件设计方法有如下几个特征： （1）

采用自下而上的设计方法

使用该方法进行硬件设计是从选择具体元器件开始，并用这些元器件进行逻辑电路设计，从而完成系统的硬件设计，然后再将各功能模块连接起来，完成整个系统的硬件设计， （2） （3）

采用通用逻辑元器件

在系统硬件设计的后期进行调试和仿真 通常采用74系列和CMOS4000系列的产品进行设计

只有在部分或全部硬件电路连接完毕，才可以进行电路调试，一旦考虑不周到，系统

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设计存在较大缺陷，则要重新设计，使设计周期延长。 （4）

设计结果是一张电路图

当设计调试完毕后，形成电原理图，该图包括元器件型号和信号之间的互连关系等等。 老的硬件设计方法已经使用了几十

VHDL语言要素一、VHDL语言的基本语法1、VHDL语言的标识符VHDL中的标识符可以是常数、变量、信号、端口、子程序或参 数的名字。使用标识符要遵守如下规则： 标识符由字母(A…Z,a…z)、数字和下划线字符组成;

任何标识符必须以英文字母开头;末字符不能为下划线; 不允许出现两个连续下划线;

标识符中不区分大小写字母;VHDL定义的保留字或称关键字，不能用作标识符; VHDL中的注释由两个连续的虚线(--)开始，直到行尾;

[例] _Decoder_1 --起始为非英文字母

3DOPLarge # number

--起始为数字--“#”不能成为标识符的构成符号

Date_ _busCopper_ on

--不能有双下划线--最后字符不能为下划线 --关键字

2、VHDL语言的数字 2.1 数字型文字的值有多种表达方式，现列举如下：

(1) 整数文字：整数文字都是十进制的数，如：5,678,0,156E2(=15600), 45_234_287(=45234287) (2) 实数文字：实数文字也都是十进制的数，但必 须带有小数点，如：

188.993, 88_670_551.453_909(=88670551.453909),1.0,44.99E-2(=0.

在Quartus II下使用VHDL语言编程实现元件例化

为了有效应用现有开发资源，往往需要实现模块间的调用。即实现元件的声明和例化。作为示例，这里建立了两个模块：一个是两个1位数相加的半加器h_adder，另一个是两个2位数相加的全加器twobit_addr，twobit_addr需要调用h_dder。步骤如下：

第一步：

首先在D:\ 建立一个文件夹，命名为

job1:

图1

第二步：

打开Quartus II，点击file—new project wizard，在出现的对话框里面，选择job1作为工程路径，并在下面的工程名处输入“h_adder”。如图3所示。

图2

图3

第三步：点击file—new，在出现的对话框里面选择VHDL文件，如图4所示。界面上将会出现一个空白的.vhd的文件，点击“保存按钮”，将该文件的文件名取为“h_adder”（必须与工程名一致）。

图4

第四步：在h-adder.vhd文档中，键入如下程序（可复制粘贴）：

library ieee;

use ieee.std_logic_1164.all;

entity h_adder is port(

X: in std_logic ; Y: in std_logic ;

编程语言——JAVA

1、ArrayList和LinkList的描述，下面说法错误的是？

A．LinkedeList和ArrayList都实现了List接口

B．ArrayList是可改变大小的数组，而LinkedList是双向链接串列 C．LinkedList不支持高效的随机元素访问

D．在LinkedList的中间插入或删除一个元素意味着这个列表中剩余的元素都会被移动；而在ArrayList的中间插入或删除一个元素的开销是固定的

2、以下JAVA程序的输出是什么（） 1 public class HelloSogou{ 2 public static synchronized void main(String[] a){ 3 Thread t=new Thread(){ 4 public void run(){Sogou();} 5 }; 6 t.run(); 7 System.out.print(\8 } 9 static synchronized void Sogou(){ 10 System.out.print(\11

编程语言——JAVA

1、ArrayList和LinkList的描述，下面说法错误的是？

A．LinkedeList和ArrayList都实现了List接口

B．ArrayList是可改变大小的数组，而LinkedList是双向链接串列 C．LinkedList不支持高效的随机元素访问

D．在LinkedList的中间插入或删除一个元素意味着这个列表中剩余的元素都会被移动；而在ArrayList的中间插入或删除一个元素的开销是固定的

2、以下JAVA程序的输出是什么（） 1 public class HelloSogou{ 2 public static synchronized void main(String[] a){ 3 Thread t=new Thread(){ 4 public void run(){Sogou();} 5 }; 6 t.run(); 7 System.out.print(\8 } 9 static synchronized void Sogou(){ 10 System.out.print(\11

汇编语言编程编程练习

一、实验题

1.非数值运算编程 (a)实验目的

通过非数值运算（如统计，分类，排序，代码转换等）编程，进一步掌握 8086/8088 汇 编语言程序设计方法和技巧 (b)实验内容 ·统计

设有100H个数，编程统计正数、负数和零的个数。 实验分析：

程序中数的总数很多，某些部分需要重复执行，因此要用到循环结构。循环结构 每次测试循环条件，当满足条件时，重复执行这一段程序；否则循环结束，顺序往下 执行。

其次，要统计正数、负数、零的个数，可以依靠标志位SF进行判断，SF=0，正 数；SF=1，负数；零则为总数减去正负数的个数。 该程序流程图如下：

开始

初始化：设置缓冲区BUFF指针BX，设定循环次数256，统计计数器DL清零 执行：从BUFF取数，进行算术运算，判断符号标志位SF 修改：移动缓冲区指针，循环次数减一 NO 循环控制： CX=0 YES

结束：将寄存器的统计结果存入MEM单元，将控制交操作系统 程序如下所示：

STACK