VHDL入门：小规模PLD编程指南

小规模可编程逻辑器件（PLDs），如PAL（Programmable Array Logic），在早期的电子设计自动化（EDA）领域中占据重要地位。它们是一种具有可变逻辑功能的硬件结构，通过一次编程方式实现定制逻辑设计。PAL的例子展示了其逻辑功能的灵活性，如O2、O1和O0的计算，这些可以根据输入变量I1、I2和I0的不同组合进行自定义。 70年代末和80年代初，随着 PROM（Programmable Read-Only Memory）工艺的出现，PLDs成为工程师们快速实现定制逻辑的理想选择，但由于其编程的不可逆性，限制了它们在大规模可编程逻辑器件（FPGA和CPLD）出现后的广泛应用。VHDL（Verailog Hardware Description Language）作为一种硬件描述语言，逐渐成为PLD设计的标准工具，特别是在FPGA和复杂系统级芯片（SoC）的设计中发挥关键作用。 VHDL的学习教程，如《EDA技术实用教程》和《VHDL for Programmable Logic》，不仅涵盖了基础知识，如EDA的概念、工作原理和基本步骤，还包括VHDL的具体内容，如入门、程序结构、基本构造、顺序与并发语句、仿真、综合、有限状态机以及设计实践。这些教材有助于工程师掌握硬件描述语言的核心技能，能够使用前端EDA工具进行IC设计的全流程操作，包括综合、静态时序分析、形式验证和模拟等。 现代PLD厂商如Altera、Lattice Semiconductor、Xilinx、Actel等提供丰富的开发资源和工具，如在线课程、文档和技术支持，以及开源社区OpenCores和专业组织如EDA联盟和ASIC World等，为学习者提供了广泛的学习和实践平台。 课程开设的目标旨在让学生全面理解EDA技术，掌握VHDL语言的运用，并能在实际项目中熟练运用EDA工具进行高效的设计和验证。随着技术的发展，VHDL不再仅限于PLDs，而是扩展到了FPGA和SoC的设计，强调了硬件描述语言在集成电路设计中的标准化和规范化角色。 在学习VHDL时，除了理论知识，实践经验的积累同样重要，这通常包括上机实习和实验室实验，通过这些实践，学生可以深入了解VHDL的实际应用和优化控制方法，如引脚锁定和优化策略。 小规模可编程逻辑器件和VHDL的学习涉及了电子设计的多个层面，从历史背景、技术发展到具体工具和实践应用，都是理解和掌握这一领域的关键要素。