VHDL入门：电路图与时序图讲解——以2选1多路选择器为例

本资源是一份针对VHDL基础的教程，重点讲解了电路图和时序图在VHDL设计中的应用。VHDL（Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language）是一种用于描述数字系统行为的高级硬件描述语言，适用于电子设计自动化（EDA）领域。 在第三章中，首先介绍了VHDL的基本语法，通过2选1多路选择器电路为例来展示其工作原理。当控制信号`s`为'0'时，输出`y`的值等于输入`a`，当`s`为'1'时，`y`的值等于输入`b`。通过VHDL代码的形式，实体（`ENTITY mux21a IS`）被定义，其中包含了输入信号`a`, `b`, 和`s`，以及输出信号`y`，它们的数据类型都是BIT。 实体在VHDL设计中扮演着至关重要的角色，它描述了电路的外部特性和信号端口。实体由`ENTITY`开始，`IS`连接词引出端口声明，`PORT`用于定义输入（`IN`）、输出（`OUT`）和可能的双向信号（`INOUT`）。`ENDENTITY`标记实体结束。在编写实体名时，应选择能够反映电路功能的名称，并遵循命名规则，如不能使用数字开头、纯数字、库中已定义的元件名，且实体名应与VHDL文件名保持一致。 端口信号的命名自由，但必须在`PORT()`中明确声明，且信号之间用分号`;`分隔。信号的输入输出模式决定了信号在网络中的流向，例如，`BUFFER`模式允许内部产生的信号反馈，而`INOUT`则允许双向通信。 整个章节还涉及了VHDL的典型语句，如条件语句`IF`和`CASE`，以及进程（过程），这些是编写VHDL程序时实现逻辑控制的关键组成部分。通过实例和理论相结合的方式，学习者可以逐步掌握如何用VHDL语言精确地描述和设计电路，包括设计复杂的逻辑电路如全加器和计数器。理解并熟练运用这些概念，将有助于在实际项目中进行有效的硬件描述和设计验证。