VHDL设计实例探索：100个电子设计自动化范例

"VHDL_100example.pdf 是一份包含100个经典VHDL设计实例的文档，旨在帮助学习者深入了解和掌握VHDL语言在硬件设计中的应用。作者是Ian Elliot，来自诺桑比亚大学。这份资料涵盖了从简单的组合逻辑电路到复杂的系统设计，如微处理器的行为模型和相关内存。所有示例都可以用符合IEEE标准的VHDL仿真器进行模拟，许多还能通过当前的综合工具实现硬件合成。文档结构清晰，通过层次链接分为多个类别，方便学习者浏览和实践。" 在VHDL设计中，这些例子主要涉及以下几个关键知识点： 1. **组合逻辑（Combinational Logic）**：这部分包括了数据流、行为和结构风格描述的异或门，以及各种其他逻辑门的实现，如三输入多数表决器、幅度比较器、四输入与非门（74x00系列）、二进制bcd到七段译码器和双二选四解码器等。这些例子展示了如何用VHDL来描述基本的布尔逻辑功能。 2. **计数器（Counters）**：计数器是数字系统中的重要组成部分，用于实现序列计数。VHDL中可以通过状态机或者直接的逻辑运算实现不同类型的计数器，如模n计数器、二进制计数器和 Gray 代码计数器等。 3. **移位寄存器（Shift Registers）**：移位寄存器可以存储并移动数据，常用于串行到并行或并行到串行的转换。VHDL中的移位寄存器设计可能涵盖左移、右移、循环移位等操作。 4. **存储器（Memory）**：VHDL能描述不同类型的存储器，如RAM（随机访问存储器）和ROM（只读存储器）。这些例子可能包含地址译码、数据读写和不同大小的存储单元设计。 5. **状态机（State Machines）**：状态机是描述数字系统动态行为的关键工具。在VHDL中，可以使用行为描述创建FSM（有限状态机），用于控制计数器、控制器和其他顺序逻辑功能。 6. **寄存器（Registers）**：寄存器用于暂时存储数据，VHDL中的寄存器设计包括D触发器、T触发器等，以及更复杂的同步和异步寄存器。 7. **系统（Systems）**：这部分可能包含更复杂的系统级设计，例如使用VHDL行为模型实现的微处理器及其相关的内存系统，展示了VHDL在描述复杂硬件系统上的能力。 8. **模数转换器和数模转换器（ADC and DAC）**：ADC和DAC是数字系统与模拟世界之间的桥梁。VHDL可以描述不同的量化算法和转换过程。 9. **算术运算（Arithmetic）**：VHDL支持各种算术运算，如加法、减法、乘法和除法，可以用于实现数字信号处理、浮点运算等高级功能。 通过这些实例，学习者可以逐步理解并熟练运用VHDL语言，实现从基础逻辑门到复杂系统的全面掌握，为电子设计自动化（EDA）提供坚实的基础。