VHDL基础与可编程逻辑器件设计指南

"计算机硬件课程设计指导书详细介绍了可编程集成电路基础、硬件描述语言VHDL的基础知识，并提到了ispDesignEXPERT开发系统以及设计示例。文档旨在为学生提供进行硬件课程设计的指导，帮助他们理解和应用VHDL进行数字电路设计。" 在计算机硬件领域，可编程集成电路（Programmable Integrated Circuits, PICs）是重要的组成部分，特别是在系统级可编程逻辑器件（System-On-Chip, SoC）中。文档中特别提到了ispLSI1016，这是一种常见的现场可编程逻辑门阵列（Field-Programmable Gate Array, FPGA）。ispLSI1016允许用户根据需求配置其内部逻辑，以实现特定的功能。编程接口和编程过程是理解如何利用这类器件的关键。 硬件描述语言（Hardware Description Language, HDL）如VHDL，是用于描述数字系统行为和结构的语言。VHDL的出现解决了传统设计方法在面对大规模集成系统的局限。在VHDL中，设计者可以清晰地定义电路的输入、输出和它们之间的关系，同时，VHDL支持模块化设计，这使得大型项目协作变得更加高效。VHDL在1987年被IEEE采纳为1076标准，成为国际认可的硬件描述语言。 文档深入讲解了VHDL的基本元素，包括标识符、数据对象、数据类型和运算符，这些都是编写VHDL代码的基础。VHDL的语句结构分为顺序语句和并行语句，如信号赋值语句、if-then-else语句、case-when语句、when-else语句、with-select-when语句等，这些语句允许设计者描述电路的逻辑流程。此外，block语句、process语句、子程序和程序包构成了VHDL的高级结构，用于描述更复杂的逻辑结构。 ispDesignEXPERT开发系统是一个工具，用于辅助VHDL设计的综合和仿真，它可以帮助设计者在实际制造前验证设计的正确性，从而节省时间和成本。 这份指导书不仅涵盖了硬件设计的基础知识，还强调了现代设计方法的重要性，特别是VHDL在数字电路设计中的应用，对于学习计算机硬件课程的学生来说，是一份非常实用的参考资料。通过学习和实践，学生能够掌握设计复杂电路系统的能力，为未来的硬件工程工作打下坚实基础。