VHDL学习：并发与顺序执行解析

“VHDL学习的一些课件” VHDL（VHSIC Hardware Description Language）是一种广泛用于电子设计自动化领域的硬件描述语言，它允许工程师用接近于自然语言的方式来描述数字系统的逻辑和行为。VHDL提供了两种基本类型的描述语句：顺序语句和并发语句，分别对应于硬件执行中的并发性和仿真执行的顺序性。 1. VHDL的本质是并发执行，这使得它非常适合描述并行处理的硬件系统。在硬件执行中，各个部分可以同时工作，而在仿真执行中，可以按照顺序或并发的方式进行。 2. 顺序语句是VHDL中的一类，它们的执行顺序与书写顺序相同，类似于传统的编程语言。这些语句可以在进程中或者子程序中使用，用来描述组合逻辑和时序逻辑。常见的顺序语句包括：赋值语句、if语句、case语句、loop语句、next语句、exit语句、子程序、return语句、wait语句以及null语句。 3. 对象与赋值语句在VHDL中扮演着重要角色。VHDL中存在五种常见的对象类型：简单名称、索引名称、片断名称、记录域名和集合。对象可以是变量或信号，并通过“=”和“<=”进行赋值操作。赋值时，表达式必须与对象的类型和宽度匹配。 4. 变量和信号是VHDL中的核心概念。变量的赋值采用“=”操作符，而信号赋值则使用“<=”操作符。变量代表电路单元内部的瞬时数据，只在进程和子程序内有效，而信号则代表硬件连线，其值在整个程序包、实体或结构体中都是全局的。信号的赋值具有延迟性，适用于时序电路，而变量赋值则是即时的，适用于组合电路。 5. 当信号在多个进程中被赋值时，可能会出现多源驱动的情况，导致线与、线或、三态等现象。在同一个进程中，最后的赋值决定信号的值；而在不同进程中，如何处理多源驱动则需要根据具体设计规则和同步机制来确定。 6. 示例代码展示了信号赋值的特性，其中的信号`a`是标准逻辑类型，可以用来演示在不同进程中如何赋值及其影响。 通过深入理解和熟练运用VHDL的这些基本概念和语句，工程师能够精确地描述和实现复杂的数字系统，从而优化硬件设计的效率和性能。在学习VHDL的过程中，理解并发与顺序执行的区别，以及变量和信号的使用原则，对于成为一名成功的硬件设计师至关重要。