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1、单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*1VHDL 语言程序设计n n主主 讲讲 人：人：武武 狄狄n n联系电话：联系电话：1554500858515545008585n nE_mail : E_mail : n nn n计算机控制教研计算机控制教研 室室n nVHDLVHDL程序设计程序设计课程介绍数字电路 为基础教学方法课程内 容课程安 排教材及 参考书2紫荆电影院成都校园营销策划推广方案海报设计培训精品教程海马M5新车试驾品鉴会活动策划方案海南第一车展策划案 课 程 介绍n n定定 位位：专业基础课专业基础课n n目目 标：标：通过本课程的学习，了解通过本课程的学习，了解E
2、DAEDA技术的工作流技术的工作流 程，正确使用开发平台，掌握以程，正确使用开发平台，掌握以VHDLVHDL为代表的硬件描为代表的硬件描 述语言的基本知识、编程实用方法和工程设计方法，述语言的基本知识、编程实用方法和工程设计方法， 掌握原理图设计法、状态机设计法。学会用掌握原理图设计法、状态机设计法。学会用 MAXPLUSIIMAXPLUSII设计、分析电路，掌握进行计算机仿真设计、分析电路，掌握进行计算机仿真 实验、调整设计电路参数的技能。最终达到能够设计实验、调整设计电路参数的技能。最终达到能够设计 基于基于FPGA/CPLDFPGA/CPLD的的ASICASIC。3紫荆电影院成都校园营销
3、策划推广方案海报设计培训精品教程海马M5新车试驾品鉴会活动策划方案海南第一车展策划案课 程 安 排 n n课程性质：专业基础课程性质：专业基础 考试课考试课n n学时安排：学时安排：4040学时讲授学时讲授+20+20学时实验学时实验n n考核方式：考核方式：1. 1.平时平时40%40%n n（作业、出勤、测验）（作业、出勤、测验）20%+ 20%+ 实验实验 20% 20%2. 2.期末考试期末考试60%60%n n要求：不得缺出勤，迟到。要求：不得缺出勤，迟到。4紫荆电影院成都校园营销策划推广方案海报设计培训精品教程海马M5新车试驾品鉴会活动策划方案海南第一车展策划案教材及参考书教教 材
4、：材：姜雪松，硬件描述语言姜雪松，硬件描述语言VHDLVHDL教程，西安教程，西安 交通大学出版社，交通大学出版社，20042004教学参考书：教学参考书：刑建平，刑建平，VHDLVHDL程序设计教程程序设计教程3 3，清华大学，清华大学 出版社，出版社，20052005雷伏容，雷伏容，VHDLVHDL电路设计，清华大学出电路设计，清华大学出 版社，版社，200620065紫荆电影院成都校园营销策划推广方案海报设计培训精品教程海马M5新车试驾品鉴会活动策划方案海南第一车展策划案VHDL 语言程序设计学习内容1、VHDL 语言基础主要讲授VHDL语言的介绍和VHDL语言的主要结构。 2、VHDL
5、词法基础主要讲授标识符、对象、数据类型、类型转换、词法单元和运算 操作符。 3、VHDL语法基础主要讲授顺序语句和并行语句。 4、VHDL程序设计基础主要讲授库、程序包、文件输入/输出、元件库、元件的配置、 块的配置和子程序的调用和重载。 5、VHDL程序设计实践主要讲授组合逻辑设计、时序逻辑电路设计、触发器的设计 、寄 存器的设计、计数器的设计、状态机的设计和微处理器设计。6紫荆电影院成都校园营销策划推广方案海报设计培训精品教程海马M5新车试驾品鉴会活动策划方案海南第一车展策划案实 验序号序号实实 验验 项项 目目1 1软件软件Max-plusMax-plus的使用的使用2 2门电路设计门电
6、路设计3 3译码器设计译码器设计4 4全加器设计全加器设计5 5触发器设计触发器设计6 6移位寄存器设计移位寄存器设计7 7计时器设计计时器设计8 87 7段数码管控制接口设计段数码管控制接口设计9 9数字时钟设计数字时钟设计7紫荆电影院成都校园营销策划推广方案海报设计培训精品教程海马M5新车试驾品鉴会活动策划方案海南第一车展策划案主要内容：1、概述2、VHDL语言的程序结构3 3、VHDLVHDL程序的实体程序的实体4 4、VHDLVHDL程序的结构体程序的结构体5、VHDL程序的软件介绍重点内容： VHDL程序的实体和结构体第1章 VHDL 语言基础 8紫荆电影院成都校园营销策划推广方案海
7、报设计培训精品教程海马M5新车试驾品鉴会活动策划方案海南第一车展策划案1.1 概 述一、一、VHDLVHDL的由来的由来1.VHDL1.VHDL的诞生的诞生VHDL是Very high speed integrated circuit Hardware Description Language的缩写，意思是非常高速集成电路的硬件描述语言。诞生于美国国防部的研究计划，目的是为了把电 子电路的设计意义以文字或文件的方式保存，以便其他人能轻 易地了解电路的设计意义。第1章 VHDL 语言基础 9紫荆电影院成都校园营销策划推广方案海报设计培训精品教程海马M5新车试驾品鉴会活动策划方案海南第一车展策划案
8、1.1 概述1985年第一版。 1987年为IEEE标准(IEEE1076)。 1993年增修为IEEE1164标准。 1996年加电路合成标准程序和规格IEEE1076.3标准。美国国防 部规定其为官方ASIC设计语言。 1995年中国国家技术监督局推荐VHDL为我国硬件描述语言的国家标准。第1章 VHDL 语言基础 一、一、VHDLVHDL的由来的由来2.VHDL2.VHDL的标准的标准10紫荆电影院成都校园营销策划推广方案海报设计培训精品教程海马M5新车试驾品鉴会活动策划方案海南第一车展策划案3.HDL3.HDL语言的种类语言的种类Verilog HDL：以C语言为基础，由GDA(Gat
9、eway Design Automation)公司的Phil Moorby创建于1983年。1989年CADENCE公司收购了GDA公司，拥有Verilog HDL的独家专利。于1990年正式发表了Verilog HDL，并成 立OVI(Open Verilog International)组织推进其发展。1995年CADENCE公司放弃了Verilog HDL专利，使之成 为IEEE标准(IEEE1364)。第第1 1章章 VHDLVHDL 语言基础语言基础 优缺点：优缺点：1.VHDL1.VHDL在语法上更严谨在语法上更严谨 。2. 2.文档记录，综合性及器件和系统仿真，文档记录，综合性及
10、器件和系统仿真，VHDLVHDL更好。更好。3. VHDL 3. VHDL在门级描述方面不如在门级描述方面不如VerilogVerilog好，但系统级抽象好，但系统级抽象 描述方面优势很大。描述方面优势很大。 11紫荆电影院成都校园营销策划推广方案海报设计培训精品教程海马M5新车试驾品鉴会活动策划方案海南第一车展策划案二、VHDL语言的作用方案设计系统规划VHDL 代码输入编译器功能仿真综合器适配器时序仿真编程文件FPGA/ASIC第1章 VHDL 语言基础 1、从系统方案设计入手，在顶 层进行系统功能划分和结构设计 。2、用VHDL语言对高层次的系统行 为进行描述。3、通过编译器形成标准的V
11、HDL 文件，并在系统级验证系统功能的 设计正确性。4、用逻辑综合优化工具生成具体 的门级电路的网表，这是将高层 次描述转化为硬件电路的关键。5、利用产品的网表进行适配 后的时序仿真。6、系统的物理实 现，可以是CPLD 、FPGA或ASIC 、SOPC。12紫荆电影院成都校园营销策划推广方案海报设计培训精品教程海马M5新车试驾品鉴会活动策划方案海南第一车展策划案1、从系统方案设计入手，在顶层进行系统功能划分和结构设计。 2、用VHDL语言对高层次的系统行为进行描述。 3、通过编译器形成标准的VHDL文件，并在系统级验证系统功能的设计正确性。 4、用逻辑综合优化工具生成具体的门级电路的网表，这
12、是将高层次描述转化为硬件电路的关键。 5、利用产品的网表进行适配前的时序仿真。 6、系统的物理实现，可以是CPLD、FPGA或ASIC、 SOPC。第1章 VHDL 语言基础 二、VHDL语言的作用13紫荆电影院成都校园营销策划推广方案海报设计培训精品教程海马M5新车试驾品鉴会活动策划方案海南第一车展策划案三、三、VHDLVHDL语言的特点语言的特点1. 1. 支持结构化和自顶向下的设计方法，便于设计模块支持结构化和自顶向下的设计方法，便于设计模块 化。化。2. 2. 具有多层次描述和仿真系统硬件功能的能力。具有多层次描述和仿真系统硬件功能的能力。3.3.支持延迟和惯性延时，真实反映系统和电路
13、的时间特支持延迟和惯性延时，真实反映系统和电路的时间特 性。性。4.4.支持各种不同类型的数字电路和系统的设计。同步，支持各种不同类型的数字电路和系统的设计。同步， 异步的，异步的，TTL,CMOS,(CPLD,FPGA)TTL,CMOS,(CPLD,FPGA)5. 5.移植能力强。移植能力强。第1章 VHDL 语言基础 14紫荆电影院成都校园营销策划推广方案海报设计培训精品教程海马M5新车试驾品鉴会活动策划方案海南第一车展策划案三、三、VHDLVHDL语言的特点语言的特点6. 打破了IC设计者与使用者的界线，使原先的IC使用者 在掌握了VHDL之后，都变成了IC设计者，都能够随心所欲 地设计
14、出具备多个CPU功能的复杂专用芯片。7. VHDL及其配套工具软件简单易学，直观明了，便于迅 速掌握，也便于修改。8.极大地缩短了专用芯片的开发周期，降低开发成本， 加快了产品更新换代的速度，提高产品的市场竞争力。第1章 VHDL 语言基础 15紫荆电影院成都校园营销策划推广方案海报设计培训精品教程海马M5新车试驾品鉴会活动策划方案海南第一车展策划案三、三、VHDLVHDL语言的特点语言的特点9. 大大缩小电路板面积和整机体积，提高产品可靠 性，增强产品功能，实现技术保密。 10. 可实现电路设计的模块化和积木式多级组合。各 模块均可在今后被重复再利用（调用）。 11 . 完全实现拥有整机的自
15、主知识产权，不再在关键 芯片（专用芯片）的进口及价格方面受制于人。这一点 对目前我国尤为重要。第1章 VHDL 语言基础 16紫荆电影院成都校园营销策划推广方案海报设计培训精品教程海马M5新车试驾品鉴会活动策划方案海南第一车展策划案1、存在问题VHDL或Verilog HDL目前尚无法用于描述模拟电路，跟不 上系统芯片SOC（集模/数于一身）的发展要求。综合工具生成的逻辑实现有时并不最佳。四、VHDL语言现存问题和未来发展方向2、未来发展方向（1）面向对象的VHDL研究：VHDL语言的系统级描述缺乏设 计概念上的抽象性。面向对象的VHDL可以帮助设计者实现设计 更加复杂、规模更大的元件的复用。（2）VITAL的开发：提出面向ASIC设计的VHDL模型的标准化 研究开辟了新思路。第1章 VHDL 语言基础 17紫荆电影院成都校园营销策划推广方案海报设计培训精品教程海马M5新车试驾品鉴会活动策划方案海南第一车展策划案1、概述FPGA（现场可编程门阵列）和CPLD（复杂可编程逻辑 器件）是在PAL和GAL基础上发展起来。典型的Xilinx公司 的FPGA器件系列和Altera公司的CPLD器件系列。五、CPLD/FPGA简介2、组成（1）二维逻辑块阵列：构成PAL器件逻辑组成核心。（2）输入/输出模块：连接逻辑块的互连资源。（3）连线资源：用于逻辑块之间、逻辑块和输入
