《VHDL的基本語(yǔ)法》課件

《vhdl的基本語(yǔ)法》ppt課件CATALOGUE目錄VHDL簡(jiǎn)介VHDL基本語(yǔ)法元素VHDL程序結(jié)構(gòu)VHDL基本語(yǔ)句VHDL設(shè)計(jì)描述方法VHDL設(shè)計(jì)舉例01VHDL簡(jiǎn)介

VHDL是什么VHDL是一種硬件描述語(yǔ)言，用于描述數(shù)字電路和系統(tǒng)的行為、結(jié)構(gòu)和連接。它是一種標(biāo)準(zhǔn)化的、用于電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的語(yǔ)言，被廣泛用于數(shù)字電路和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、模擬、驗(yàn)證和實(shí)現(xiàn)。VHDL具有高級(jí)描述能力和可移植性，使得設(shè)計(jì)者能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)從一個(gè)工具轉(zhuǎn)移到另一個(gè)工具，方便了設(shè)計(jì)的重用和共享。123VHDL起源于1980年代初，由美國(guó)國(guó)防部開發(fā)，以標(biāo)準(zhǔn)化硬件描述和設(shè)計(jì)。1987年，VHDL被IEEE標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化，成為IEEE標(biāo)準(zhǔn)1076-1987。此后，VHDL不斷發(fā)展和完善，經(jīng)歷了多次修訂和更新，以適應(yīng)不斷發(fā)展的電子設(shè)計(jì)技術(shù)和工具。VHDL的發(fā)展歷程VHDL被廣泛應(yīng)用于電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化領(lǐng)域，包括數(shù)字電路和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、模擬、驗(yàn)證和實(shí)現(xiàn)。它被用于描述數(shù)字邏輯門、寄存器傳輸級(jí)（RTL）、微處理器和復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)等。VHDL還被用于描述數(shù)字信號(hào)處理（DSP）算法、存儲(chǔ)器和接口電路等。VHDL的應(yīng)用領(lǐng)域02VHDL基本語(yǔ)法元素標(biāo)識(shí)符用于命名實(shí)體、對(duì)象和信號(hào)等?？偨Y(jié)詞標(biāo)識(shí)符由字母、數(shù)字和下劃線組成，首字母必須為字母，且不能使用VHDL保留字。標(biāo)識(shí)符是區(qū)分大小寫的。詳細(xì)描述標(biāo)識(shí)符總結(jié)詞數(shù)據(jù)類型定義了變量或常量的取值范圍和取值類型。詳細(xì)描述VHDL支持多種數(shù)據(jù)類型，如標(biāo)量類型（如bit、integer、real等）、復(fù)合類型（如array、record、bus等）和用戶自定義類型。每種數(shù)據(jù)類型都有其特定的屬性、操作符和約束。數(shù)據(jù)類型運(yùn)算符用于執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算和關(guān)系運(yùn)算等。總結(jié)詞VHDL支持豐富的運(yùn)算符，包括算術(shù)運(yùn)算符（如加、減、乘、除）、邏輯運(yùn)算符（如與、或、非）、關(guān)系運(yùn)算符（如等于、不等于、大于、小于）等。運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)和結(jié)合性在VHDL中也有規(guī)定。詳細(xì)描述運(yùn)算符總結(jié)詞屬性用于獲取對(duì)象的某些特性或執(zhí)行某些操作。詳細(xì)描述屬性可以是標(biāo)量屬性或復(fù)合屬性，用于獲取對(duì)象的值、類型、范圍等。常見的屬性包括數(shù)據(jù)類型屬性、信號(hào)強(qiáng)度屬性、時(shí)間屬性等。通過(guò)使用屬性，可以在VHDL中實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的功能和行為。屬性03VHDL程序結(jié)構(gòu)01實(shí)體描述實(shí)體用于描述電路的外部接口，包括輸入、輸出和輸入/輸出端口。02語(yǔ)法格式entityentity_nameis03端口定義在實(shí)體中定義電路的端口，包括端口名、數(shù)據(jù)類型和方向。04示例entityAND2is05`port(A,Binstd_logic;`06`Youtstd_logic);`實(shí)體03內(nèi)部邏輯描述在結(jié)構(gòu)體中描述電路的內(nèi)部邏輯，包括信號(hào)賦值、邏輯運(yùn)算和功能實(shí)現(xiàn)。01結(jié)構(gòu)體描述結(jié)構(gòu)體用于描述電路的內(nèi)部邏輯行為。02語(yǔ)法格式architecturearchitecture_nameofentity_nameis結(jié)構(gòu)體結(jié)構(gòu)體示例：architectureBehavioralofAND2isbeginendBehavioral;Y<=AandB;結(jié)構(gòu)體語(yǔ)法格式：`configurationconfiguration_nameofentity_nameis`示例：`configurationConfigofAND2is`endConfig;配置描述：配置用于指定電路的結(jié)構(gòu)體實(shí)現(xiàn)。實(shí)例化選擇：在配置中指定電路的實(shí)例化選擇，包括選擇哪個(gè)結(jié)構(gòu)體作為實(shí)現(xiàn)。forBehavioral010203040506配置04VHDL基本語(yǔ)句信號(hào)賦值語(yǔ)句總結(jié)詞用于描述信號(hào)的賦值詳細(xì)描述在VHDL中，信號(hào)賦值語(yǔ)句用于描述信號(hào)的更新。它通常在進(jìn)程或行為描述中使用，以指定信號(hào)在特定條件下應(yīng)被賦予的新值。過(guò)程賦值語(yǔ)句用于描述過(guò)程的賦值總結(jié)詞過(guò)程賦值語(yǔ)句在VHDL中用于描述過(guò)程或函數(shù)的輸入?yún)?shù)。它定義了過(guò)程的輸入和輸出，以及過(guò)程中變量的行為。詳細(xì)描述總結(jié)詞用于多路選擇詳細(xì)描述選擇語(yǔ)句在VHDL中用于根據(jù)不同的條件選擇不同的操作或值。它允許您根據(jù)條件表達(dá)式的結(jié)果選擇不同的分支執(zhí)行。選擇語(yǔ)句VS用于條件判斷詳細(xì)描述條件語(yǔ)句在VHDL中用于根據(jù)特定條件執(zhí)行不同的操作。它類似于其他編程語(yǔ)言中的if-else語(yǔ)句，允許您根據(jù)條件的結(jié)果選擇不同的代碼塊執(zhí)行?？偨Y(jié)詞條件語(yǔ)句用于重復(fù)執(zhí)行代碼塊循環(huán)語(yǔ)句在VHDL中用于重復(fù)執(zhí)行一段代碼。它允許您根據(jù)特定條件重復(fù)執(zhí)行代碼塊，直到滿足退出循環(huán)的條件為止。循環(huán)語(yǔ)句對(duì)于需要重復(fù)執(zhí)行的任務(wù)非常有用，例如迭代計(jì)算或生成序列等?？偨Y(jié)詞詳細(xì)描述循環(huán)語(yǔ)句05VHDL設(shè)計(jì)描述方法總結(jié)詞行為描述是描述電路的行為或功能的一種方法，它不關(guān)心電路的具體結(jié)構(gòu)，只關(guān)注輸入和輸出之間的關(guān)系。要點(diǎn)一要點(diǎn)二詳細(xì)描述行為描述使用過(guò)程塊（如always、initial）來(lái)描述信號(hào)的演化過(guò)程，包括連續(xù)賦值語(yǔ)句和過(guò)程賦值語(yǔ)句。行為描述通常用于描述算法和邏輯功能，它不涉及具體的硬件實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。行為描述總結(jié)詞數(shù)據(jù)流描述是一種描述電路中信號(hào)傳輸和變換的方法，它關(guān)注信號(hào)的流動(dòng)和變換過(guò)程。詳細(xì)描述數(shù)據(jù)流描述使用連續(xù)賦值語(yǔ)句來(lái)描述信號(hào)的傳輸和變換，如“A<=BANDC;”。數(shù)據(jù)流描述可以清晰地展示信號(hào)的傳輸路徑和變換過(guò)程，但它不涉及具體的硬件結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)流描述總結(jié)詞結(jié)構(gòu)描述是描述電路的具體實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的一種方法，它關(guān)注電路的層次和組成。詳細(xì)描述結(jié)構(gòu)描述使用元件實(shí)例和連接關(guān)系來(lái)描述電路的結(jié)構(gòu)，如“A<=BANDC;”。結(jié)構(gòu)描述可以清晰地展示電路的層次和組成結(jié)構(gòu)，但它不涉及具體的行為和數(shù)據(jù)流。結(jié)構(gòu)描述06VHDL設(shè)計(jì)舉例基本邏輯運(yùn)算VHDL提供了豐富的邏輯運(yùn)算，如與、或、非等，可以用來(lái)設(shè)計(jì)組合邏輯電路，如多路選擇器、編碼器等。組合邏輯電路設(shè)計(jì)時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)的邏輯時(shí)序邏輯電路如寄存器和計(jì)數(shù)器等，需要使用