可编程器件及数字系统设计可编程器件及数字系统设计第四讲VHDL硬件描述语言硬件描述语言第四讲：第四讲：VHDL硬件描述语言硬件描述语言VHDL概述概述VHDL数据类型与数据对象数据类型与数据对象VHDL命令语句命令语句一、VHDL概述VHDL概述VHDL是超高速集成电路硬件描述语言是超高速集成电路硬件描述语言(VeryHighspeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage)的英文缩写。的英文缩写。语法和风格：语法和风格语言。（1）类似与现代高级编程语言，如C语言。类似与现代高级编程语言，语言描述的是硬件，（2）VHDL描述的是硬件，它包含许多硬件特）描述的是硬件有的结构。有的结构。一、VHDL概述概述VHDL发展历史发展历史硬件描述语言HDL：美国Iverson,1962：美国硬件描述语言VHDL硬件描述语言20世纪年代初硬件描述语言:世纪80年代初硬件描述语言世纪年代初,美国国防部VHSIC计划美国国防部计划目的:目的方便电子设计文档的交流和成果的再利用一、VHDL概述概述?1983年提出了硬件描述语言的标准化问题。年提出了硬件描述语言的标准化问题。年提出了硬件描述语言的标准化问题?1985年，第1版VHDL完成；完成；年版完成?1987年，国际电气与电子工程师协会（IEEE）将VHDL语言年国际电气与电子工程师协会（）语言作为硬件描述语言的工业标准（IEEE1076）；作为硬件描述语言的工业标准（IEEE1076）；?1988年，美国国防部规定所有官方的年美国国防部规定所有官方的ASIC设计都必须以设计都必须以VHDL作为设计描述语言，此后作为设计描述语言，逐渐成为工业界标准。作为设计描述语言此后VHDL逐渐成为工业界标准。逐渐成为工业界标准?1993年，IEEE在87版本的基础上进行了若干修订，增修为版本的基础上进行了若干修订，年在版本的基础上进行了若干修订IEEE1164标准；标准；标准?1999年，IEEE又将数字模拟混合又将数字模拟混合VHDL的版本作为工业标准，的版本作为工业标准，年又将数字模拟混合的版本作为工业标准即IEEE1076.3;一、VHDL概述概述VHDL与电路图设计电路的方式不同：与电路图设计电路的方式不同：与电路图设计电路的方式不同和电路图设计方式相比：和电路图设计方式相比：（1）易于修改；）易于修改；（2）设计能力更强；）设计能力更强；语言很方便：（3）VHDL语言很方便：独立于器件设计；）语言很方便独立于器件设计；相同的程序代码可以用于不同厂家生产的器件。器件。一、VHDL概述概述VHDL语言的程序结构语言的程序结构LIBRARY（USE）-----库（）PACKAGE-------------程序包集合ENTITY--------------实体ARCHITECTURE-----结构体CONFIGURATION----配置语句一、VHDL概述概述（1）Library和Package部分）和部分Library（库）是用于存放预先编译好的Package（程（是用于存放预先编译好的（序包）。序包）。Package（程序包）中定义了基本的常数，数据类型，程序包）中定义了基本的常数，数据类型，元件及子程序等。元件及子程序等。作用：作用：声明在实体和结构体定义中将用到的数据类型、元件或子程序等。数据类型、元件或子程序等。声明格式：声明格式：Library库名库名；Use库名PACKAGE名.All；库名.名；一、VHDL概述概述（2）ENTITY定义区）定义区作用：作用：ENTITY（实体）用于定义电路的（实体）外观，端口的类型和数量。外观，即I/O端口的类型和数量。端口的类型和数量定义格式：定义格式：Entity实体名isPort(a：inbit；；b：inbit；；c：outbit)；；End实体名;实体名;端口名端口模式数据类型一、VHDL概述概述端口模式（端口模式（MODE）有以下几种类型：）有以下几种类型：IN；OUT；INOUT；BUFFER；端口模式可用下图说明：（黑框代表一个设计或模块）端口模式可用下图说明：（黑框代表一个设计或模块）：（黑框代表一个设计或模块INOUTBUFFERINOUT一、VHDL概述概述（3）ARCHITECTURE定义区）定义区实体的实现。即说明电路执行什么动作或实现功能。实体的实现。即说明电路执行什么动作或实现功能。定义格式：定义格式：Architecture结构体名of实体名is[声明语句；(内部信号、变量、常数，元件，子程序声明声明语句；内部信号变量、常数，元件，子程序声明)]内部信号