【学习目标】 

  本章主要介绍目前国际标准硬件描述语言VHDL的基本知识和语法规定。通过本章的学习,基本掌握VHDL语言的基本结构和常见语句的用法,要求能看懂一般用VHDL表示的设计描述,能够编写简单的描述程序,了解语言的执行过程。

【学习方法】
 
  在学习硬件描述语言的同时回顾以前所学的程序设计语言,对比其相同点与不同点,着重掌握描述硬件的特殊问题和表达方法和执行过程。对所列程序充分理解,达到学习目的。

【学习指南】

  VHDL语言是由实体声明和结构体组成的,通过实体的嵌套形成层次化设计描述。进程是描述行为的基本单位,是结构体的主要组成部分。进程启动运行后有激活和挂起两种状态,决定了行为的执行过程。进程(包括简单并行语句)与进程之间,进程与元件例化语句之间是并行执行的关系,进程内部的各语句是顺序执行的。

【难重点】

  1. 硬件描述语言与程序设计语言的区别。
  2. 模块化、层次化结构描述的表示
  3. 进程的概念与执行过程
  4. 并行语句与顺序语句的区别
  5. 信号赋值的特殊问题
  6. 信号源概念与决断信号
  7. 程序包与设计库
  8. 事项处理与事件的概念,行为模型执行过程

【预习思考题】

  1. 什么是硬件描述语言?其用途何在?
  2. VHDL语言的基本结构是什么?实体的概念是什么? 为什么要分出实体声明和结构体两部分?各自如何表示?
  3. 如何实现设计的层次化描述?配置的作用是什么?注意端口声明和端口匹配的关系。
  4. 子程序如何声明?为什么要分成子程序接口描述与子程序体描述两部分?子程序是否能作为独立编译单元?子程序声明和子程序体应在什么位置?
  5. 程序包和设计库各表示什么?如何使用?
  6. 什么是进程?进程如何执行?如何挂起和激活?有哪几种等待语句?
  7. 并行语句与顺序语句的区别是什么?各处在什么位置?控制结构的语句各自如何表示?
  8. 信号赋值有什么特殊规定?如何延时赋值?什么是δ延迟,什么作用?
  9. 什么是信号源?为什么要引出决断信号的概念?决断信号如何定义?如何编写决断函数?
  10. 事项处理和事件的概念是什么?有何区别?有关的信号属性是什么?
  11. 行为描述的执行过程是什么?

【本节知识点】

  2.1 硬件描述与VHDL
   2.1.1 电路模型
   2.1.2 硬件描述语言
  2.2 VHDL基本结构
   2.2.1 VHDL模块模型
   2.2.2 对象及其数据类型
   2.2.3 表达式
   2.2.4 子程序
   2.2.5 程序包与设计库
  2.3 VHDL层次化结构描述
   2.3.1 实体声明
   2.3.2 元件例化
   2.3.3 配置指定
  2.4 进程内部的顺序行为模型
   2.4.1 进程
   2.4.2 顺序赋值语句
   2.4.3 顺序控制语句
   2.4.4 其他顺序语句
   2.4.5 顺序行为描述举例
  2.5 进程外部的并行行为模型
   2.5.1 简单并行语句
   2.5.2 决断信号
   2.5.3 行为模型的执行过程
   2.5.4 复合并行语句
   2.5.5 结构行为的混合描述