VHDL设计：多输入简单门与CASE语句应用

本资源是一份关于组合逻辑设计的VHDL课程讲义，主要关注于多输入简单门电路的设计。首先，通过介绍标准库`IEEE`和`std_logic_1164`，讲解了名为`and3_gate`的实体（entity），它有三个输入端口`a`, `b`, `c`和一个输出端口`y`。这个实体定义了两个架构：`behave_arc`和`rtl_arc`。 `behave_arc`架构采用行为级描述，其中有一个进程（process）处理输入信号`a`, `b`, 和 `c`，将它们的逻辑与运算结果赋值给输出`y`。这种设计直观地展示了组合逻辑的直接计算性质，即输出只依赖于当前的输入状态，没有记忆功能。 `rtl_arc`架构则是基于硬件描述语言（Hardware Description Language，VHDL）的文本方式设计。在这个架构中，使用了`CASE`语句对所有可能的输入组合进行硬编码映射，将不同的输入对应到特定的输出值。这种方法可以提供更细致的控制，但同时也限制了灵活性，因为输出逻辑是由程序员在设计时明确设定的。 课程内容还涵盖了可编程逻辑器件（PLDs）的概念，如PROM（Programmable Read-Only Memory）、PLA（Programmable Logic Array）、GAL（General Array Logic）、PAL（Programmable Array Logic）和CPLD（Complex Programmable Logic Device）。PLDs按其结构分为与阵列、或阵列，以及可编程连接技术，这些都用于实现组合逻辑。其中，与阵列的输出是输入变量的与函数，而或阵列的输出则是输入变量的或函数。可编程阵列允许用户根据需要编程确定最终的逻辑功能。 此外，课程还提到了现场可编程门阵列（FPGA）这一复杂可编程逻辑器件，其特点是逻辑结构和功能完全由用户编程决定，提供了更大的灵活性和定制化能力。在设计过程中，还涉及了PLD的输入缓冲和三态门等概念。 整个课程围绕组合逻辑设计展开，从基础概念到实际应用，包括编程实例，适合学习数字逻辑电路设计的学生和工程师深入理解并实践VHDL编程。