STD_LOGIC-VHDL设计指南:从基础到实践

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"这篇资料是关于使用STD_LOGIC进行VHDL学习的指导,通过一个简单的例子展示了如何编写VHDL代码,并提到了VHDL在EDA技术中的应用。资料中还列举了一些重要的VHDL学习资源,包括书籍、网络课件以及各大EDA厂商的官方网站。课程的目标是掌握EDA技术基础,熟练使用VHDL进行硬件描述,并能运用EDA工具进行综合、时序分析等设计任务。内容涵盖了EDA的基本概念、硬件描述语言、FPGA和CPLD、EDA工具软件等多个方面,强调了VHDL的学习和实践。" 在VHDL中,`STD_LOGIC`是一种通用的数据类型,用于表示数字系统中的逻辑电平,包括'0', '1', 'Z'(高阻态),'U'(未知),'X'(未定义)和'-'(高阻态或浮动)。在给出的例子中,展示了如何使用`STD_LOGIC`类型的变量`s`来设计一个简单的逻辑电路。该电路根据输入`s`的值决定输出`y`的值。过程(process)是VHDL中的一种并发语句,它会根据敏感列表中的信号变化进行执行。在这个例子中,当`s`为'00'或'11'时,`y`被赋值为'1';当`s`为'01'时,`y`被赋值为'0';其他情况则`y`为未知状态。 这个例子也涉及到逻辑表达式的简化,原始的条件语句可以转换为逻辑方程`Y=s1+!s0`,这表示`Y`为`s`的各位异或结果,即当`s`的任何一位为1时,`Y`为1。而`Y=s1s0+!s1!s0`是`Y`的与非逻辑表达式,这个表达式在逻辑上等价于之前的简化形式,但可能在逻辑实现中并不最优化。 课程的目的是教授EDA技术的基本概念,让学生理解和掌握VHDL语言,能够利用VHDL对设计系统进行描述,并能使用前端EDA工具进行综合、静态时序分析、形式验证和模拟等操作。同时,学生还需要了解IC设计自动化的主要流程和工作原理。 VHDL的学习内容包括了对EDA技术的全面了解,硬件描述语言的使用,FPGA和CPLD的基础知识,以及如何使用EDA工具软件。此外,还包括了VHDL的语法结构、顺序和并发语句、仿真、综合、有限状态机的设计,以及实验实践。通过这些内容的学习,学生将具备独立进行数字系统设计的能力。

LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY QIANGDAQI IS PORT( CLK, CLK2, S0, S1, S2, S3, S4, S5, S6, STOP, RST: IN STD_LOGIC; N, K, Q_OUT: OUT STD_LOGIC; M: OUT STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0); A, B, C, D, E, F, G: OUT STD_LOGIC ); END QIANGDAQI; ARCHITECTURE BHV OF QIANGDAQI IS COMPONENT QDJB IS PORT( CLK2, RST: IN STD_LOGIC; S0, S1, S2, S3, S4, S5, S6: IN STD_LOGIC; -- Added S6 TMP: OUT STD_LOGIC; STATES: OUT STD_LOGIC_VECTOR(5 DOWNTO 0) ); END COMPONENT; COMPONENT JS IS PORT( CLK, RST, S, STOP: IN STD_LOGIC; WARN: OUT STD_LOGIC; TA, TB: BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(5 DOWNTO 0) ); END COMPONENT; COMPONENT SJXZ IS PORT( CLK2, RST: IN STD_LOGIC; S: OUT STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0); A, B, C: IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); Y: OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0) ); END COMPONENT; COMPONENT YMQ IS PORT( AIN4: IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); DOUT7: OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0) ); END COMPONENT; COMPONENT ALARM IS PORT( CLK, I: IN STD_LOGIC; Q: OUT STD_LOGIC ); END COMPONENT; SIGNAL STATES_OUT, TA_OUT, TB_OUT, Y_OUT: STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0); SIGNAL LEDOUT: STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0); SIGNAL W: STD_LOGIC; BEGIN A <= LEDOUT(6); B <= LEDOUT(5); C <= LEDOUT(4); D <= LEDOUT(3); E <= LEDOUT(2); F <= LEDOUT(1); G <= LEDOUT(0); U1: QDJB PORT MAP(CLK2, RST, S0, S1, S2, S3, S4, S5, S6, TMP => K, STATES => STATES_OUT); U2: JS PORT MAP(CLK, RST, S0 & S1 & S2 & S3 & S4 & S5, STOP, WARN => N, TA => TA_OUT, TB => TB_OUT); -- Combined S0 to S5 U3: SJXZ PORT MAP(CLK2 => CLK2, RST => RST, S => M, A => STATES_OUT, B => TA_OUT, C => TB_OUT, Y => Y_OUT); U4: YMQ PORT MAP(AIN4 => Y_OUT, DOUT7 => LEDOUT); U5: ALARM PORT MAP(CLK2, STOP, Q_OUT); -- Replaced S with STError (10327): VHDL error at qiangdaqi.vhd(69): can't determine definition of operator ""&"" -- found 0 possible definitionsOP END BHV;

2023-06-10 上传