VHDL Programming by Example(4th Edition)
### VHDL编程基础知识点 #### 一、VHDL简介 **VHDL** (Very High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language) 是一种硬件描述语言,主要用于数字电路的设计与验证。本书《VHDL Programming by Example(第4版)》由Douglas L. Perry撰写,是学习VHDL的重要参考资料之一。 #### 二、基础知识 1. **语法结构**:VHDL语言具有严格的语法结构,主要包括实体(Entity)、结构体(Architecture)、配置(Configuration)、包集合(Package)等组成部分。 - **实体**定义了电路的接口部分,包括输入输出信号的类型和方向。 - **结构体**描述了电路的功能实现方式,即具体的逻辑操作过程。 - **配置**用于将一个实体与特定的结构体关联起来,从而形成完整的电路设计。 - **包集合**是一组预先定义好的子程序或数据类型,可以被多个设计单元共享。 2. **数据类型**:VHDL支持多种数据类型,如标准逻辑位(Std_Logic)、整型(Integer)、实型(Real)、位向量(Bit_Vector)等。 - **标准逻辑位**是最常用的数据类型之一,用于表示电路中的信号状态,包括'0'、'1'、'U'未知、'X'不确定等状态。 - **整型**用于表示整数值,可以指定范围如integer range 0 to 255。 - **位向量**用于表示一组位,如bit_vector(3 downto 0)表示4位的位向量。 3. **顺序语句**:顺序语句在VHDL中按照编写的顺序依次执行,主要包括赋值语句、条件语句(if/elsif/else)、循环语句(for/while)等。 - **赋值语句**:如`signal a : std_logic; a <= '1';`,表示将信号a赋值为1。 - **条件语句**:如`if cond = '1' then process_a; elsif cond = '0' then process_b; else process_c; end if;`,根据不同的条件执行不同的过程。 - **循环语句**:如`for i in 1 to 10 loop process_i; end loop;`,重复执行某个过程。 4. **并行语句**:并行语句可以在VHDL中同时执行,主要包括进程(process)、生成语句(generate)、块(block)等。 - **进程**:用于描述并行操作的行为,如`process (clk, rst) begin`,当时钟信号clk变化或复位信号rst有效时,进程会被激活。 - **生成语句**:允许在运行时动态地创建多个相同的电路模块,如`for i in 1 to N generate inst_i: component comp_i port map (input => in_signal(i), output => out_signal(i)); end generate;`。 - **块**:可以将一系列顺序语句组合在一起作为一个整体处理,如`block_name: block begin`。 #### 三、高级特性 1. **函数与程序包**: - **函数**:用于返回一个计算结果,例如`function add(a, b : integer) return integer is ...`。 - **程序包**:用于组织和共享公共数据类型、常量、函数等,如`package pkg_adder is function add(a, b : integer) return integer; end package;`。 2. **类型转换**:在VHDL中可以通过类型转换来改变变量的数据类型,例如`variable var1 : std_logic_vector(3 downto 0); variable var2 : integer; var2 := to_integer(unsigned(var1));`,这里使用`to_integer`函数将`std_logic_vector`类型的变量转换为`integer`类型。 3. **库与包**:VHDL设计中常常需要使用到标准库和自定义库中的各种包。例如,标准库`IEEE`包含了许多常用的包,如`std_logic_1164`、`numeric_std`等。 4. **仿真与调试**:VHDL设计完成后,需要通过仿真软件进行功能验证。常用的仿真工具有ModelSim、Active-HDL等,它们提供了丰富的调试工具帮助开发者定位问题。 通过上述知识点的学习,读者可以对VHDL有一个全面而深入的理解,并能够利用这些基础知识进行简单的数字电路设计与验证工作。此外,《VHDL Programming by Example(第4版)》还提供了大量的示例代码和练习题,有助于加深理解和提高实践能力。
剩余496页未读,继续阅读
- 粉丝: 0
- 资源: 1
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
最新资源
- 这是一个具有一些基本游戏引擎功能的 DirectX 应用程序 .zip
- 这是 DirectX 中的一款基本客户端,服务器游戏,最多可同时支持 16 名玩家在平坦的草地上移动,就像带有皮肤,动画的 .X 网格(来自 Microsoft 演示的 Tiny 模型)一样,.zip
- 这个基础可以非常轻松地修改基于 IL2CPP 的 Unity 游戏 .zip
- 这个仓库用于面向对象编程项目 3.zip
- 离线安装包 Adobe Flash Player 32.0.0.156 ActiveX for IE
- 小波同步压缩变换一维数据转换二维图像的方法(Matlab代码和数据)
- gulp前端开发脚手架.zip学习资料资源
- 暂态提取变换一维数据转换二维图像的方法,可方便结合深度学习-用于故障诊断,状态识别(Matlab代码和数据)
- 运行时 DirectX9 挂钩.zip
- OPSLI 快速开发平台基于springboot、vue、element-ui ,项目采用前后端分离架构,热插拔式业务模块与插件扩展性高 ,代码简洁,功能丰富,开箱即用.zip