VHDL与EDA考试重点：变量与信号的区别、ASIC与FPGA

"EDA考试题目+答案.doc" 在电子设计自动化（EDA）领域，VHDL是一种重要的硬件描述语言，用于描述数字系统的结构和行为。在VHDL中，变量（VARIABLE）和信号（SIGNAL）是两个核心概念，它们在实现逻辑功能时有着显著的区别。变量是局部量，它在进程和子程序中使用，没有延迟，赋值操作是立即生效的，通常用于存储临时数据。相反，信号是全局量，具有延迟，只有在进程的最后才会更新其值，适用于模块间的信息传递。 信号和变量的行为特性差异明显。信号赋值类似于Verilog中的非阻塞赋值，而变量赋值类似于阻塞赋值。信号可以在整个设计结构体中使用，而变量的效力仅限于定义它的进程。信号可以设置传输延迟，用于模拟实际电路中的延迟效应，而变量不具备这种能力。此外，信号常用于模块间的通信，例如在结构体中的不同进程之间传递信息，而变量仅在进程中有效，起到临时存储的作用。 ASIC（Application-Specific Integrated Circuit）是指专用集成电路，是为特定应用设计的集成电路。FPGA（Field-Programmable Gate Array）是现场可编程门阵列，是一种可重构的逻辑器件，用户可以通过配置实现不同的逻辑功能。EDA（Electronic Design Automation）是电子设计自动化，是一系列工具和技术，用于辅助设计、验证和实现电子系统和集成电路。ISP（Internet Service Provider）指的是因特网服务提供商，提供网络接入和相关服务。 在VHDL中，库是存储标准元件模型和用户定义组件的地方，如IEEE STD WORK库和VITAL库。这些库包含了各种预定义的逻辑元件和行为模型，方便设计者使用。 进程（PROCESS）是VHDL中描述并发行为的关键构造。它具有以下特点： 1. 进程可以与其他进程并行执行，反映硬件的并行性。 2. 进程内部的语句既可以按顺序执行（行为仿真中的顺序），又可以并行运行（硬件实现的并行性）。 3. 进程有两种状态：激活和挂起，通过敏感列表中的信号变化触发或停止执行。 4. 进程之间通过信号进行通信，实现数据交换。 5. 时序电路的描述通常涉及进程中的顺序语句，尤其是与时钟同步的部分，这些语句通常由不完整的条件语句构成。为了保持清晰和简化，通常建议在一个进程中描述单一时钟域的同步逻辑，而异步逻辑应单独处理。 了解这些基本概念和特性对于理解和设计复杂的数字系统至关重要，特别是在使用EDA工具进行硬件设计和验证时。通过深入学习和实践，设计师能够更好地利用VHDL实现高效且可靠的电子设计方案。