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電子設(shè)計自動化技術(shù)第二講VHDL程序的基本結(jié)構(gòu) 本章要點 對VHDL程序的宏觀結(jié)構(gòu)有一個明確的概念性認(rèn)識 認(rèn)識實體 構(gòu)造體的基本格式理解實體 構(gòu)造體在VHDL程序中的基本功能能夠嘗試編寫簡單的VHDL程序 VHDL程序組成部分及其功能 VHDL程序由模塊構(gòu)成 每個模塊對應(yīng)于一個電路塊 模塊至少由三部分組成 庫和包library 設(shè)計資源 實體entity 外部端口 構(gòu)造體architecture 內(nèi)部結(jié)構(gòu) VHDL程序組成部分 實體用于描述所設(shè)計的系統(tǒng)的外部接口信號 構(gòu)造體用于描述系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和行為 配置用于從庫中選取不同單元 器件 來組成系統(tǒng)設(shè)計的不同版本 包集合存放各設(shè)計模塊都能共享的數(shù)據(jù)類型 常數(shù)和子程序等 庫存放已經(jīng)編譯了的實體 構(gòu)造體 包集合和配置 庫可由系統(tǒng)工程師生成或由ASIC芯片商提供 以便在設(shè)計中共享 基本設(shè)計單元的構(gòu)成 實體和構(gòu)造體兩部分組成了VHDL的基本設(shè)計單元 實體部分規(guī)定設(shè)計單元的輸入輸出接口信號和引腳 構(gòu)造體部分定義設(shè)計單元的具體構(gòu)造或功能 行為 VHDL程序的基本構(gòu)成格式 VHDL程序的基本構(gòu)成格式說明 實體說明和構(gòu)造體說明合在一起構(gòu)成是VHDL的基本設(shè)計單元 而基本設(shè)計單元配上庫說明即構(gòu)成VHDL基本格式 建議 初學(xué)者首先使用IEEE庫 IEEE STD Logic 1164包 初學(xué)者所調(diào)用的資源一般不會超出IEEE STD Logic 1164包的范圍 而且所有的VHDL編譯工具都帶有IEEE庫 IEEE STD Logic 1164包 實體的結(jié)構(gòu) ENTITY實體名IS 類屬參數(shù)說明 端口說明 END實體名 在VHDL中 實體說明單元是一個獨立的完整的語言模塊 實體說明單元必須按照上述結(jié)構(gòu)來編寫 即 實體說明單元應(yīng)以語句 ENTITY實體名IS 開始 以語句 END實體名 結(jié)束 例2 1 二選一選擇器的實體說明 ENTITYmuxIS 實體說明開始PORT d0 d1 sel INSTD LOGIC q OUTSTD LOGIC 端口說明ENDmux 實體結(jié)束 構(gòu)造體的結(jié)構(gòu) ARCHTECTURE構(gòu)造體名OF實體名IS 定義語句 內(nèi)部信號 常數(shù) 數(shù)據(jù)類型 函數(shù)等的定義BEGIN 并行處理語句 END構(gòu)造體名 一個完整的構(gòu)造體由兩個基本層次組成 對數(shù)據(jù)類型 常數(shù) 信號 子程序和元件等元素的說明部分 2 描述實體邏輯行為的 以各種不同的描述風(fēng)格表示的功能描述語句 例2 2 二選一選擇器的構(gòu)造體說明 ARCHITECTUREconnectOFmuxIS 構(gòu)造體定義BEGIN 構(gòu)造體開始標(biāo)記PROCESS d0 d1 sel 進程signaltmp1 tmp2 tmp3 std logic 信號的聲明BEGIN 進程開始標(biāo)記tmp1 d0ANDsel 信號賦值語句tmp2 d1AND NOTsel 信號賦值語句tmp3 tmp1ORtmp2 信號賦值語句q tmp3 信號賦值語句ENDPROCESS 進程結(jié)束ENDconnect 構(gòu)造體結(jié)束 例2 2 二選一選擇器的構(gòu)造體說明 續(xù) libraryieee useieee std logic 1164 all entityINVisport x instd logic z outstd logic endINV architecturertlofINVisbeginz notx endrtl 我的處女作 秘籍一 四句話搞定庫申明libraryieee useieee std logic 1164 all useieee std logic unsigned all useieee std logic arith all 小語 將這四句話考到寫字板下 以后寫程序照考 實體基本格式entityentity nameisport signal name modesignal type signal name modesignal type endentity name 實體以entity實體名is開始 以end實體名 結(jié)束 實體的主要內(nèi)容為端口 port 說明 要點 實體名 信號名 信號模式 信號類型實體名 信號名英文字母和數(shù)字構(gòu)成 字母開頭 可在名稱中使用單個下劃線符號 字母不分大小寫 名稱應(yīng)具有意義 方便記憶 名稱不能重復(fù)使用 很多編譯器規(guī)定 文件名和項目名必須與實體名相同 信號模式每個端口信號都必須規(guī)定信號模式 信號模式規(guī)定信號流動的方向 常用信號模式 in信號由該端口輸入out信號由該端口輸出inout雙向端口 通常由三態(tài)門控制buffer輸出端口 但模塊內(nèi)可以使用該信號buffer信號只能定義在兩個端口之間 buffer信號連接的端口模式都應(yīng)為buffer 信號類型 所有信號都必須規(guī)定其類型 數(shù)字電路設(shè)計中最常用的類型為 std logic單個邏輯量std logic vector邏輯數(shù)組 總線邏輯量其他語法要點除了第一行entity is以外 每一句以分號 結(jié)束 編寫程序時 一行可以含若干句 以分號間隔 一句也可以寫若干行 在一句結(jié)束后 可以用 符號后接說明文字 這些文字用于幫助理解程序 不會對編譯產(chǎn)生影響 單詞之間必須使用空格 并列信號間使用逗號 作業(yè)