VHDL语言第一章数字系统硬件设计概述.pptVIP

在该例中，JK触发器、D触发器、与门和或非门都已在库WORK.NEW.ALL中定义了，这里可以直接引用。例中的构造体直接描述了它们之间的连接关系。与行为描述比较RTL方式描述更趋于实际电路的描述。 在把行为方式描述的程序改写为RTL方式描述的程序时，编程人员必须深入了解逻辑综合工具的详细说明和具体规定，这样才能编写出合格的RTL方式描述的程序。 在完成编写RTL方式的描述程序以后，再用仿真工具对RTL方式描述的程序进行仿真。如果通过这一步仿真，那么就可以利用逻辑综合工具进行综合了。 逻辑综合（Logic Synthesis) 逻辑综合这一阶段是利用逻辑综合工具，将RTL方式描述的程序转换成用基本逻辑元件表示的文件（门级网络表）。 由逻辑综合工具产生门级网络表后，在最终完成硬件设计时，还可以有两种选择。第一种是由自动布线程序将网络表转换成相应的ASIC芯片的制造工艺，做出ASIC芯片。第二种是将网络表转换成FPGA（现成可编程门阵列）的编程码点，利用FPGA完成硬件电路设计。 结论：在用HDL语言设计系统硬件时，无论是设计一个局部电路，还是设计由多块插件板组成的复杂系统，上述自上至下的3个层次（的设计步骤是必不可少的。 第一层次：行为描述。 第二层次：RTL方式描述。 第三层次：逻辑综合。 自上至下设计系统硬件的过程 规格设计 行为级描述 行为级仿真 RTL级描述 RTL级仿真 逻辑综合、优化 门级仿真、定时检查 输出门级网表 由设计过程可知，从总体行为设计开始到最终逻辑综合，形成网络表为止，每一步都要进行仿真检查，这样有利于尽早发现系统设计中存在的问题，从而可以大大缩短系统硬件的设计周期。这是用HDL语言设计系统硬件的最突出的优点之一。 Verilog HDL 是在1983年由GDA(Gate Way Design Automation)公司的 Philmoorby首创的。 1986年Moorby 提出了用于快速门级仿真的 Vrtilog XL算法，促使 Verilog HDL语言得到迅速发展。 1989年 Cadence公司收购了 GDA 公司， Verilog HDL成为 Cadence公司的私有财 产。1990 年 Cadence公 司 公 开 Verilog HDL语 言。 基 于 Verilog HDL优 越 性，IEEE 于1995年制定了 Verilog HDL的IEEE标准，即 Verilog HDL 1364-1995。 1.3 Verilog HDL VHDL语言和 Verilog HDL语言各有所长，市场占有量也相差不多。 Verilog HDL是专门为 ASIC 设计而开发的，通常适于寄存器传输级(RTL) 和门电路级的描述，是一种较低级的描述语言。 而 VHDL语言通常适于行为（功能）级和寄存器传输级(RTL)的描述，是一种高级描述语言，最适合于描述系统功能。 大多数 EDA软件都支持这两种硬件描述语言。 * 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。1987年，由IEEE（Institute of Electrical and Electro- nics Engineers）将VHDL制定为标准。参考手册为IEEE VHDL语言参考手册标准草案1076/B版，于1987年批准，称为IEEE 1076-1987。应当注意，起初VHDL只是作为系统规范的一个标准，而不是为设计而制定的。 自IEEE公布了VHDL的标准版本，IEEE-1076（简称87版)之后，各EDA公司相继推出了自己的VHDL设计环境，或宣布自己的设计工具可以和VHDL接口。此后VHDL在电子设计领域得到了广泛的接受，并逐步取代了原有的非标准的硬件描述语言。 1993年，IEEE对VHDL进行了修订，从更高的抽象层次和系统描述能力上扩展VHDL的内容，公布了新版本的VHDL，即IEEE标准的1076-1993版本，（简称93版）。现在，VHDL和Verilog作为IEEE的工业标准硬件描述语言，又得到众多EDA公司的支持，在电子工程领域，已成为事实上的通用硬件描述语言。 虽然有“VHDL是一个4亿美元的错误”这样的说法，但VHDL毕竟是1995年以前唯一制订为标准的硬件描述语言，这是它不争的事实和优势；但同时它确实比较麻烦，而且其综合库至今也没有标准化，不具有晶体管开关级的描述能力和模拟设计的描述能力。目前的看法是，对于特大型的系统级数字电路设计，VHDL是较为合适的。 第一章 数字系统硬件设计概述 自计算机诞生以来，数字系统设计历来存在两个分枝，即