《VHDL程序基本结构》课件.ppt

VHDL程序基本结构VHDL是一种硬件描述语言，用于设计和模拟数字电路。该语言提供了多种结构，包括实体、结构体、进程和函数，用于描述电路的功能和行为。

VHDL简介硬件描述语言VHDL是一种硬件描述语言，用于设计和描述电子电路。电路建模VHDL用于描述电路的行为，结构和时序。仿真与验证VHDL代码可以使用仿真软件进行测试和验证。硬件实现VHDL代码可以被综合工具转换成实际的硬件电路。

VHDL历史发展11980年代VHDL最初由美国国防部（DoD）开发，用于描述和验证数字电路。21987年IEEE发布了VHDL的第一个标准，即IEEEStd1076-1987，为VHDL语言定义了语法和语义。31993年IEEE发布了VHDL的第二个标准，即IEEEStd1076-1993，对VHDL语言进行了扩展和改进，例如添加了新的数据类型和语句。42000年IEEE发布了VHDL的第三个标准，即IEEEStd1076-2000，进一步完善了VHDL语言，增加了对硬件描述语言的扩展支持。52008年IEEE发布了VHDL的必威体育精装版标准，即IEEEStd1076-2008，包含了对VHDL语言的进一步修正和改进。

VHDL特点硬件描述语言VHDL是专门为描述数字电路而设计的硬件描述语言，能够清晰地描述硬件电路的行为和结构。电路建模VHDL可以用于建立各种数字电路模型，包括组合逻辑、时序逻辑、存储器、接口等。仿真与测试VHDL支持仿真和测试，能够模拟电路的行为，验证设计是否符合预期。综合与实现VHDL程序可以被综合成实际的硬件电路，并通过布局布线实现成芯片或其他硬件形式。

VHDL设计流程需求分析确定设计目标，明确功能需求和性能指标，并考虑硬件资源和成本约束。设计建模使用VHDL语言描述硬件电路行为，创建抽象模型，并进行功能验证。综合与优化将VHDL代码转换为可制造的硬件电路描述，并根据目标器件进行优化。布局布线将逻辑电路映射到目标芯片的物理位置，并完成连接布线，形成完整的硬件电路。仿真与测试对生成的硬件电路进行功能测试，验证其行为是否符合预期，并进行性能评估。

VHDL程序结构组成实体(entity)实体描述硬件模块的外观，包括端口定义，类似于电路图中的模块框图。结构体(architecture)结构体描述硬件模块的内部功能，包括数据类型定义、信号声明、过程语句等，对应电路图中的内部逻辑结构。

实体(entity)声明定义实体名称实体声明用关键字entity开始，并为实体定义一个唯一的名称。实体名应描述实体的功能和用途。端口声明实体声明包含对实体的端口进行定义，端口定义包含端口名称、数据类型和方向。端口连接外部信号或其他实体。描述功能实体声明是对实体功能的抽象描述，不包含具体的实现细节。实体的具体实现由体系结构体(architecture)定义。

端口(port)定义11.端口方向端口方向决定信号流向：输入、输出或双向。22.端口类型数据类型定义信号类型，如整数、布尔值或标准逻辑。33.端口名称端口名称清晰描述其功能，以便于代码理解和维护。44.端口关联端口关联将实体端口与体中的信号连接，实现数据传递。

体(architecture)实现结构描述体(architecture)用于描述实体的内部逻辑结构，包含信号、变量、过程、语句等。行为描述体(architecture)还可用于描述电路的行为特性，例如逻辑运算、时序控制等。数据流描述体(architecture)可描述数据在电路中的流动方式，以及数据处理过程。

常量(constant)定义常量定义在VHDL程序中，常量是指在整个程序执行过程中值保持不变的量。它可以是数值类型，例如整数、实数或枚举类型。定义语法使用关键字“constant”来定义常量，并使用赋值运算符“:=”为其赋予初始值。作用常量用于提高代码的可读性和可维护性，以及方便修改和调试程序。举例例如，定义一个表示时钟频率的常量“clk_freq”，将其赋值为50MHz。

信号(signal)声明11.信号类型信号类型决定信号存储的数据类型，例如标准逻辑类型（std_logic）或整数类型（integer）。22.信号名称信号名称用于在VHDL代码中识别和引用信号。33.初始值信号声明可以指定初始值，用于在仿真开始时初始化信号。44.信号方向在端口声明中，信号方向可以是输入（in）、输出（out）或双向（inout）。

变量(variable)定义变量定义变量是一种在程序执行过程中可以改变其值的存储位置。数据类型变量必须声明其数据类型，例如整数、实数、字符串等。赋值变量可以通过赋值语句将值存储到其存储位置。作用域变量的作用域是指其在程序中可以被访问的范围。

过程(process)语句1敏感信号列表