电子设计自动化 电子设计自动化 授课教师：何 授课教师：何 旭 旭 第二章 第二章 VHDL语言入门 语言入门 第一节VHDL概念 第二节VHDL语言优缺点 第三节VHDL建模方法 第一节 第一节 VHDL概念 概念 VHSIC---Very High Speed Integrated Circuit VHDL----VHSIC Hardware Description Language 传统设计方法： 传统设计方法： 原理图、真值表、 原理图、真值表、 卡诺图、状态方程 卡诺图、状态方程 缺点：（1）费时费力，易于出错。 （2）自己设计控制逻辑。 （3）难于理解和维护。 （4）需建立相应文档以说明功能。 （5）原理图输入工具专用，难于移植。 （6）不适合于系统仿真。 在实行VHSIC计划（美国国防部于70年代末至80年代 初实行的研制高速、大规模集成电路的开发计划）中， 发现传统的设计方法无法满足开发这类非常复杂集成 电路的要求。 81年提出标准 87年成为IEEE1076标准 93年更新为IEEE1164标准 96年IEEE1076.3成为综合标准 VHDL是用于描述硬件系统、电路板和元件 是用于描述硬件系统、电路板和元件 结构与功能的设计与建模语言。 结构与功能的设计与建模语言。 第二节 第二节 VHDL语言优缺点 语言优缺点 一、优点： 1. 快速 2. 强大而灵活 3. 工艺独立 4. 可移植性 5. 测试能力 6. 工艺转换 第二节 第二节 VHDL语言优缺点 语言优缺点 一、优点： 1. 快速 2. 强大而灵活 3. 工艺独立 4. 可移植性 5. 测试能力 6. 工艺转换 第二节 第二节 VHDL语言优缺点 语言优缺点 一、优点： 1. 快速 2. 强大而灵活 3. 工艺独立 4. 可移植性 5. 测试能力 6. 工艺转换 强大而灵活 强大而灵活 z语言结构丰富 z多层次描述 z支持库和设计复用 z支持模块化设计 z既可设计也可仿真 第二节 第二节 VHDL语言优缺点 语言优缺点 一、优点： 1. 快速 2. 强大而灵活 3. 工艺独立 4. 可移植性 5. 测试能力 6. 工艺转换 工艺独立 工艺独立 z VHDL描述与器件和工艺无关 z支持多种描述风格 支持多种描述风格 支持多种描述风格 网表：U1: xor2 port map {a(0), b(0), x(0)}; U2: xor2 port map {a(1), b(1), x(1)}; U3: nor2 port map {x(0), x(1), aeqb}; 布尔方程：aeqb <=(a(0) XOR b(0)) NOR (a(1) XOR b(1)); 并行描述：aeqb <= ‘1’ When a=b else ‘0’ ; 串行描述：IF a=b THEN aeqb <= ‘1’ ELSE aeqb <= ‘0’ END IF; 第二节 第二节 VHDL语言优缺点 语言优缺点 一、优点： 1. 快速 2. 强大而灵活 3. 工艺独立 4. 可移植性 5. 测试能力 6. 工艺转换 第二节 第二节 VHDL语言优缺点 语言优缺点 一、优点： 1. 快速 2. 强大而灵活 3. 工艺独立 4. 可移植性 5. 测试能力 6. 工艺转换 第二节 第二节 VHDL语言优缺点 语言优缺点 一、优点： 1. 快速 2. 强大而灵活 3. 工艺独立 4. 可移植性 5. 测试能力 6. 工艺转换 二、缺点： （1）放弃对电路级实现的控制， 代之抽象、高层描述。 （2）综合器综合出的电路效率不高。 （3）综合的效果随工具的不同而不同。 第三节VHDL建模方法 易于理解 VHDL应具备 易于修改 VHDL构造复杂设计的方法 构造复杂设计的方法 （ （ 1） ） 自顶向下设计 自顶向下设计 （ （ 2） ） 模块化 模块化 （ （ 3） ） 抽象 抽象 （ （ 4） ） 信息隐藏 信息隐藏 （ （ 5） ） 一致性 一致性