VHDL入门：超高速集成电路的硬件描述语言

"这篇资料主要介绍了VHDL，一种用于硬件描述的高级语言，它被广泛应用于超高速集成电路（VHSIC）设计，并遵循IEEE标准。VHDL允许设计者以文本方式描述硬件电路，方便修改和保存，特别适合描述复杂的组合逻辑电路和状态机。此外，资料还提到了VHDL的两个主要标准——IEEE Std 1076-1987和1993，并提及Altera的Max+Plus II工具支持这两个版本的VHDL综合。VHDL设计通常遵循V-S-F-P流程，即VHDL建模、仿真、功能验证和物理实现。" VHDL，全称Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language，是一种专门用于描述数字系统的硬件描述语言。它由IEEE（电气和电子工程师协会）制定标准，最初设计的目标是为了支持超高速集成电路的设计。VHDL具有高级的硬件行为描述能力，使得设计者可以更直观、灵活地表述数字电路的逻辑和结构。 VHDL的核心优势在于它的文本描述方式，这使得设计者能够方便地修改设计方案，同时，由于是文本形式，设计的保存和版本控制也更为便利。VHDL特别适合用于描述大规模或复杂的数字系统，如组合逻辑电路（包括译码器、编码器、加减法器、多路选择器和地址译码器等）、状态机以及更复杂的系统级设计。 VHDL有两个重要的标准版本，即IEEE Std 1076-1987（VHDL-1987）和IEEE Std 1076-1993（VHDL-1993）。这两个版本在语法和功能上有所扩展和改进，提供了更多的设计抽象层次和更强的表达能力。在实际应用中，工具如Altera的Max+Plus II支持VHDL-1987和VHDL-1993的综合，但可能只包含部分可综合的子集。 在使用VHDL进行设计时，一个常见的流程是V-S-F-P，即VHDL建模（定义电路的结构和行为）、仿真（通过测试平台验证设计的功能正确性）、功能验证（确保设计满足预期功能）和物理实现（将设计转换为具体的电路布局）。这个流程帮助设计者从概念到实体，逐步完成硬件设计。 VHDL与软件描述语言如C、汇编语言或PASCAL有很大区别，它专注于描述硬件行为和结构，而不是程序执行。此外，VHDL还有丰富的库支持，包括各种IP核和设计模块，这些库可以帮助设计者快速构建和复用已有设计，提高设计效率。 VHDL作为一种强大的硬件描述语言，不仅提供了描述复杂数字系统的方法，还通过IEEE标准化保证了其在不同工具和平台间的兼容性和可移植性。对于现代电子设计自动化（EDA）领域，VHDL是不可或缺的工具之一，广泛应用于FPGA和ASIC的设计流程中。