VHDL速成：进程与敏感信号触发实战教程

本教程专注于VHDL语言的快速入门，主要讲解了进程如何依赖于敏感信号进行触发以及VHDL的基本语法结构。首先，我们来深入了解数据对象，包括信号、变量和常量的区别。 在VHDL中，有三种主要的数据类型：CONSTANT（常量）、VARIABLE（变量）和SIGNAL（信号）。常量是固定不变的数值，例如'A:=’1’'，一旦定义就不能改变；变量则可以在过程中发生变化，可以是局部或全局，但信号则是用于在系统中的不同部分之间传递信息，它们的值可以在进程中动态更新，如'A<=’1’AFTER2ms'，表明信号会在2毫秒后被赋新值，且可以带延迟。信号通常用于表示输入输出信号，它们在结构体或端口声明时指定为敏感信号，即决定何时触发相应的处理逻辑。 进程是VHDL的核心概念，它描述了系统行为的时间顺序。在VHDL中，进程由敏感列表（sensitivity list）中的信号决定何时被激活。例如，上述多分支实例展示了如何在进程内根据输入信号'a'的不同状态来改变输出'b'的值。单分支结构（如if-then-else）根据条件选择执行路径，而多分支结构则允许根据多个条件进行不同的响应。循环结构如for或while循环在VHDL中也扮演着重要角色，可用于重复执行一段代码直到满足特定条件。 第四章着重于VHDL的语法结构，特别是进程、函数和过程的区别。进程是VHDL中的主要控制结构，负责描述硬件的行为，而函数通常是计算型的，返回值不改变外部电路的状态。过程则可以更改外部状态，但它们通常与系统行为关联，而非纯数学运算。 通过实例，比如not_gate和and2实体，学生可以学习如何使用VHDL构建简单的逻辑门电路，如非门（not_gate）和与非门（and2），并在设计中利用分支结构和输入信号的敏感性来控制电路的行为。理解信号何时作为电平信号（如连续变化的逻辑电平）和脉冲信号（有明确上升沿和下降沿的信号）至关重要，这将有助于设计者在实际项目中准确地控制电路响应。 本教程提供了VHDL基础入门的全面指导，帮助读者掌握数据对象的区别，理解进程与敏感信号的互动，并通过实例理解VHDL语法结构的应用，这对于理解和实现数字逻辑设计至关重要。