基于VHDL硬件描述语言的篮球比赛计时器的设计与仿真教程.doc

武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计论文 PAGE  PAGE - 2 - 武汉工程大学邮电与信息工程学院 毕业设计（ 论 文 ）说明书 论文题目 基于VHDL硬件描述语言的篮球比赛计时器的设计与仿真 学 号 学生姓名 专业班级 指导教师 总评成绩 年 月 日 PAGE  PAGE - 53 - 文献综述 一、概述 本人所做的毕业论文设计是基于VHDL硬件描述语言对简易的篮球比赛计时器的设计，因此在开题之初，我查阅大量的相关资料以及对资料的分析、整理为将要写作论文作参考。 由此可知，本文主要介绍计时器中VHDL硬件描述语言的设计。VHDL语言是一种用于电路设计的高级语言。它的应用主要是应用在数字电路的设计中。目前，它在中国的应用多数是用在FPGA/CPLD/EPLD的设计中。当然在一些实力较为雄厚的单位，它也被用来设计ASIC。 VHDL主要用于描述数字系统的结构，行为，功能和接口。除了含有许多具有硬件特征的语句外，VHDL的语言形式和描述风格与句法是十分类似于一般的计算机高级语言。VHDL的程序结构特点是将一项工程设计，或称设计实体（可以是一个元件，一个电路模块或一个系统）分成外部（或称可是部分,及端口)和内部（或称不可视部分），既涉及实体的内部功能和算法完成部分。在对一个设计实体定义了外部界面后，一旦其内部开发完成后，其他的设计就可以直接调用这个实体。这种将设计实体分成内外部分的概念是VHDL系统设计的基本点。 二、正文综述 1.VHDL硬件描述语言的回顾与展望 本次的论文是基于VHDL硬件描述语言的篮球比赛计时器的设计，因此有必要对VHDL硬件描述语言要有深刻的了解。 VHDL的英文全名是Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language,诞生于1982年。1987年底，VHDL被IEEE和美国国防部确认为标准硬件描述语言 。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。有专家认为，在新的世纪中，VHDL于Verilog语言将承担起大部分的数字系统设计任务。 VHDL语言作为一种数字电子系统设计语言，在集成电路前端设计，用FPGA器件实现的数字电子系统设计的过程中，发挥着十分重要的作用。用EDA工程的方法进行现代电子系统设计，对于科研、教学领域是一门新发展的工程学科，对于信息产业领域的设计企业、生产企业是一项先进的设计和生产技术。 电子设计技术由于计算机技术的发展而产生了巨大变化。经典的电子设计方法，是用电路图表示设计思想，用实验电路板搭载实验电路，进行模拟、仿真，用电子测试仪器进行功能、性能测试。20世纪80年代，计算机辅助设计（CAD）技术开始发展，许多CAD工具软件开始流行。在信息学科领域也和其他学科一样，计算机辅助设计技术步入了发展轨道。由于电子科学是计算机科学的基础，计算机学科的发展离不开电子学科的支持，但是计算机科学又反作用于电子科学，加速了电子学科的发展。这样构成了一个闭环正反馈系统，使得电子设计技术很快由计算机辅助设计阶段进入了电子设计自动化（EDA）阶段。这是一个质的飞越，因为在EDA工程中，用硬件描述语言表达设计思想，用计算机进行模拟、仿真，可测试设计把测试器件设计到芯片系统内部，实现了内建自测试功能。利用EDA集成设计环境，可以使电子设计流程全自动实现。我们把利用EDA工程进行电子设计的方法称为现代电子设计。