VHDL入门：PLD分类与EDA设计方法解析

"PLD的分类-VHDL从零学起的课件" PLD（可编程逻辑器件）是电子设计领域中一个重要的概念，它允许用户根据需求配置和定制逻辑功能。根据集成度，PLD可以分为简单PLD和复杂PLD两大类。 简单PLD包括早期的PROM（可编程只读存储器）、PLA（可编程逻辑阵列）、PAL（可编程阵列逻辑）和GAL（通用阵列逻辑）等，它们的逻辑门数量相对较少，通常在500门以下。这些器件主要用于实现简单的逻辑功能，集成度相对较低。 复杂PLD则包含CPLD（复杂可编程逻辑器件）和FPGA（现场可编程门阵列）。CPLD和FPGA具有更高的集成度，可以提供成千上万的逻辑门，适用于更复杂的数字系统设计。当器件的集成度超过GAL22V10时，我们将其归类为复杂PLD。 VHDL（Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language）是一种用于电子设计的硬件描述语言，它被广泛应用于PLD的设计中。通过VHDL，设计者能够描述数字系统的逻辑行为，无论是组合逻辑电路还是时序逻辑电路，都能用VHDL进行建模和仿真。 VHDL语言的核心组成部分包括程序结构、数据类型、赋值语句、子程序、库和程序包等。在VHDL中，设计流程通常包括以下几个步骤：先理解系统需求，然后进行功能划分，使用VHDL编写设计描述，接着进行逻辑综合，生成适合目标PLD的配置文件，最后通过硬件仿真来验证设计的正确性。 在数字电路设计中，传统的设计方法基于特定的集成电路器件，自底向上进行，先选择合适的元器件，再进行逻辑设计，最后组合成系统。这种方法效率较低，且依赖于物理器件。 而EDA（电子设计自动化）技术引入了自顶向下的设计方法，基于PLD进行设计。这种方法允许设计师从系统层面开始，分层次设计，使用仿真工具在设计早期就能验证功能，大大提高了设计效率和质量，降低了成本，并促进了设计的重用性。 在VHDL中，设计师可以选择使用原理图设计方式或者HDL（硬件描述语言）来描述电路，其中VHDL是HDL的一种。这种语言允许设计者以更抽象的方式表达电路，便于实现复杂系统的模块化和复用，也使得系统功能的修改和测试变得更加容易。 PLD的分类及其在VHDL中的应用是现代电子设计的关键技术，它们极大地推动了电子系统设计的现代化和效率提升。通过掌握VHDL和理解不同类型的PLD，设计师能够更灵活、高效地实现各种数字逻辑功能。