VHDL语言教程：结构体与行为描述

"该资源主要介绍了VHDL语言在硬件描述中的应用，特别是结构体的行为描述，以及VHDL程序的基本结构，包括实体、构造体、包、库等概念。内容涉及四比特相等比较器(eqcomp4)的实例，展示了如何通过VHDL进行高层次的功能描述。" 在VHDL中，结构体（Architecture）被用来描述硬件设计的行为或结构。在这个例子中，`behavioral`结构体描述了`eqcomp4`设备的行为。`comp`过程是一个并行过程，处理输入`a`和`b`，通过`if`语句判断两者是否相等，并将结果赋值给`equal`信号。这种描述方式关注的是功能，而不涉及具体的电路实现细节。 VHDL的实体（Entity）部分定义了设计的外部接口，即输入和输出。例如，`entity eqcomp4`声明了两个输入`a`和`b`，以及一个输出`equal`，都是`std_logic_vector`类型。实体描述了模块的输入输出行为，但不包含其内部工作方式。在`eqcomp4.vhd`文件中，实体和结构体的名称应当与文件名一致。 VHDL语言还包括其他几个关键部分： 1. **包（Package）**：存储可被不同设计模块共享的数据类型、常量和子程序，提供了一种代码复用的方式。 2. **配置（Configuration）**：用于根据需要从库中选择不同的单元组合成系统设计的多个版本。 3. **库（Library）**：存储预编译的实体、结构体、包和配置，方便调用和管理。 VHDL程序的基本结构通常包括实体、结构体，并可能涉及配置、包和库的引用。实体表示硬件设计的抽象，而结构体则描述实体内部的逻辑操作。在VHDL中，大小写不敏感，但为了可读性，通常遵循一定的命名规范，如首字符为字母，不允许连续两个下划线，且保留字不能作为标识符。 在高层次的设计中，VHDL允许进行行为描述，如`eqcomp4`的例子，这样可以专注于设计的功能，而不是底层的门电路实现。这种描述方式对于系统级设计尤其有用，因为它可以简化设计流程，提高设计效率。同时，VHDL还支持数据流描述，如在结构体`dataflow`中，通过简单的赋值语句直接表达`equal`的计算逻辑，这种方式更接近于算法描述。