VHDL深度解析：从基础到实战指南

VHDL语言详解是一门专业的课程，由讲师张晓磊主讲，深入探讨了VHDL这一非常重要的硬件描述语言。VHDL全称为Very High Speed Integrated Hardware Description Language，起源于1980年的美国VHSIC计划，1982年正式命名为VHDL，1987年成为IEEE 1076标准，并在1993年更新为IEEE 1164标准。VHDL的独特之处在于它以文本形式而非图形方式描述硬件电路，使得设计过程更加灵活，便于修改和保存，特别适用于复杂的组合逻辑电路设计，如译码器、编码器、加减法器、多路选择器和地址译码器等，以及状态机设计。 课程内容涵盖了VHDL的多个核心方面。首先，学习者会理解VHDL的主要功能，如如何描述输入端口（input ports）和输出端口（output ports），以及如何用函数（functions）来表达电路的行为和功能。VHDL有一些基本的规定，比如不区分大小写，除特殊字符串外；逻辑行以分号结束，注释使用双短划线“––”开头；用户自定义的变量名和实体名需遵循以字母开头，且下划线不能连续使用，避免与保留字冲突。 VHDL与Verilog HDL是硬件设计领域的两大竞争者。美国主要使用VHDL，特别是在IBM、TI、AT&T和Intel等公司；而在硅谷，Verilog更为流行。欧洲地区普遍倾向于VHDL，日本则倾向于Verilog。而在韩国，VHDL的使用率达到了70-80%。这反映了不同地区和公司对于这两种语言的偏好和选择。 此外，课程还会讲解VHDL的子程序结构，包括过程（procedures）和函数（functions），以及如何利用库（libraries）、程序包（packages）和配置（configuration）来组织代码。VHDL的预定义属性（built-in attributes）和重载（overloading）也是重点讨论的部分，它们有助于提高代码的灵活性和可维护性。最后，课程将介绍VHDL结构体（entity）的描述方式，包括端口声明、结构体声明和实体声明等。 总体而言，这门课程为想要深入理解和应用VHDL的硬件设计者提供了全面而深入的学习资料，无论是初学者还是经验丰富的工程师，都能从中获益匪浅。