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數(shù)字系統(tǒng)中硬件描述語言VHDL的簡介

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標(biāo)簽：vhdl(127233)

　　數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計分為硬件設(shè)計和軟件設(shè)計，但是隨著計算機技術(shù)、超大規(guī)模集成電路（CPLD、FPGA）的發(fā)展和硬件描述語言（HDL， Hardware Description Language）的出現(xiàn)，軟、硬件設(shè)計之間的界限被打破，數(shù)字系統(tǒng)的硬件設(shè)計可以完全用軟件來實現(xiàn)，只要掌握了HDL語言就可以設(shè)計出各種各樣的數(shù)字邏輯電路。

　　1.1 老的硬件設(shè)計方法

　　老的硬件設(shè)計方法有如下幾個特征：

　?。?）采用自下而上的設(shè)計方法

　　使用該方法進行硬件設(shè)計是從選擇具體元器件開始，并用這些元器件進行邏輯電路設(shè)計，從而完成系統(tǒng)的硬件設(shè)計，然后再將各功能模塊連接起來，完成整個系統(tǒng)的硬件設(shè)計，

　?。?）采用通用邏輯元器件

　　通常采用74系列和CMOS4000系列的產(chǎn)品進行設(shè)計

　?。?）在系統(tǒng)硬件設(shè)計的后期進行調(diào)試和仿真

　　只有在部分或全部硬件電路連接完畢，才可以進行電路調(diào)試，一旦考慮不周到，系統(tǒng)設(shè)計存在較大缺陷，則要重新設(shè)計，使設(shè)計周期延長。

　?。?）設(shè)計結(jié)果是一張電路圖

　　當(dāng)設(shè)計調(diào)試完畢后，形成電原理圖，該圖包括元器件型號和信號之間的互連關(guān)系等等。

　　老的硬件設(shè)計方法已經(jīng)使用了幾十年，是廣大電子工程師熟悉和掌握的一種方法，但是現(xiàn)在這種方法老了，不僅方法老了，就連使用的元器件也老了。

　　1.2 使用HTL的硬件設(shè)計方法

　　所謂硬件描述語言，就是利用一種人和計算機都能識別的語言來描述硬件電路的功能，信號連接關(guān)系及定時關(guān)系，它可以比電原理圖更能表示硬件電路的特性。

　　該方法有如下特征：

　?。?）支持自頂向下的設(shè)計方法

　　所謂自頂向下的設(shè)計方法就是從系統(tǒng)的總體要求出發(fā)，自頂向下分三個層次對系統(tǒng)硬件進行設(shè)計。

　　第一個層次是行為描述，所謂行為描述，實際就是對整個系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型的描述，在行為描述階段，并不真正考慮其實際操作和算法怎么實現(xiàn)，而是考慮系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作過程是否能達到系統(tǒng)設(shè)計規(guī)格書的要求。

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