VHDL语言简介.ppt

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1、第四讲第四讲 VHDL语言简介语言简介 提纲提纲lVHDL的定义和功能lVHDL的发展概况l程序编程语言和硬件描述语言的对比l引入硬件描述语言对系统进行描述的目的和意义l基于硬件描述语言的数字系统设计流程l硬件描述语言的地位和作用VHDL的定义和功能的定义和功能V H I S C （Very High Speed Integrated Circuit）lHardware lDescriptionlLanguagel实现系统的文档化描述l支持系统仿真l支持系统综合VHDL的发展概况的发展概况l早在1980年，因为美国军事工业需要描述电子系统的方法，美国国防部开始进行VHDL的开发。IBM,Tex

2、as Instruments也参与了该项目。l1987年，由IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers）将VHDL制定为标准，称为IEEE 1076-1987。VHDL的发展概况的发展概况l第二个增强版本是在1993年制定的，称为IEEE 1076-1993l新增的标准包（packages）增加了数据类型和时序的定义：IEEE 1164(data types)IEEE 1076.3(numeric)IEEE 1076.4(timing)程序编程语言和硬件描述语言的对比程序编程语言和硬件描述语言的对比程序编程语言所实现的功能：l数

3、值运算l数据处理l在特定的硬件模型（指令集支持）基础上进行处理程序编程语言和硬件描述语言的对比程序编程语言和硬件描述语言的对比l硬件描述语言是对一个系统进行描述l系统可以从不同的角度进行描述：行为级：系统执行什么样的操作和处理？结构级：系统是如何构成的？功能特性：系统如何与外界进行连接与交互？物理特性：系统的处理速度如何？程序编程语言和硬件描述语言的对比程序编程语言和硬件描述语言的对比l系统可以按照不同的抽象级别进行描述开关级：描述晶体管的开关行为；寄存器传输级：描述组合电路和时序电路的逻辑结构；指令级体系结构级：描述微处理器的功能行为；引入硬件描述语言对系统进行描述的目的引入硬件描述语言对系

4、统进行描述的目的和意义和意义l设计规格定义准确地对系统的组成模块和接口进行定义和描述l设计仿真在设计的物理实现之前验证系统/子系统/模块的功能和性能l设计综合自动生成一个硬件设计基于硬件描述语言的数字系统设计流程基于硬件描述语言的数字系统设计流程基于硬件描述语言的数字系统设计流程基于硬件描述语言的数字系统设计流程l设计流程涉及到多个不同层次的抽象级别l在不同的抽象层次进行转换时需要一种统一的描述和语言支持l芯片设计与生产所涉及的巨大开销，使得设计越来越依赖于CAD工具所实现的设计自动化设计一个芯片需要$5M-$100M的投入产品上市的压力越来越大基于硬件描述语言的数字系统设计流程基于硬件描述语言的数字系统设计流程基于硬件描述语言的数字系统设计流程基于硬件描述语言的数字系统设计流程l设计细化的各个步骤的自动化实现l支持精确仿真的时序反馈l目标实现：ASIC,FPGA硬件描述语言的地位和作用硬件描述语言的地位和作用硬件描述语言的地位和作用硬件描述语言的地位和作用l数字系统设计是围绕上述层次化的描述而逐步展开和细化的l硬件描述语言能够在上述不同的抽象层次上对系统的各个方面进行描述l硬件描述语言所描述的系统模型能够在不同的抽象层次之间保持良好的互操作性：实现了设计的工艺无关性：可移植的模块支持设计的可重用和快速系统原型的实现