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VHDL语言的特点及发展趋势


VHDL 语言的特点及发展趋势 摘 要:VHDL 语言是一种用于硬件电路设计的高级语言。它在 80 年代初期 出现。 最初是由美国国防部开发出来供美军用来提高设计的可靠性和缩减开发周 期的一种使用范围较小的设计语言。作为一种硬件电路设计语言,VHDL 在数字 电子系统设计的过程中,发挥着十分重要的作用。 关键字:VHDL 硬件描述语言 发展趋势 一、VHDL 的历史 VHDL 是 Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language 的缩写,诞生于二十世纪八十年代初期。1987 年底,VHDL 被美国电气和电子工程 师协会(IEEE)和美国国防部确认为标准硬件描述语言。自 IEEE 公布了 VHDL 的 标准版本,IEEE-1076(简称 87 版)之后,VHDL 在电子设计领域得到了广泛的接受, 并逐步取代了原有的非标准的硬件描述语言。1993 年,IEEE 对 VHDL 进行了修 订 , 从更高的抽象层次和系统描述能力上扩展 VHDL 的内容 , 公布了新版本的 VHDL,即 IEEE 标准的 1076-1993 版本,(简称 93 版)。 现在,VHDL 作为 IEEE 的工 业标准硬件描述语言,在电子工程领域,已成为事实上的通用硬件描述语言。在新 的世纪中,VHDL 语言将承担起大部分的数字系统设计任务。 二、VHDL 的主要特点 与其他硬件描述语言相比,VHDL 具有以下特点: 1、 VHDL 支持自上向下和基于库的设计方法,而且支持同步电路、 异步电路、 现场可编程门阵列器件(FPGA)以及其他随即电路的设计。VHDL 具有比其他硬 件描述语言更强大的行为描述能力,基于抽象的行为描述风格避开了具体的器件 结构,使设计人员能从逻辑行为上描述和设计大规模电子系统。目前流行的 EDA 工具和 VHDL 综合器大都能实现行为描述到 RTL 描述的转换。 2、强大的系统硬件描述能力。VHDL 具有多层次的设计描述功能,既可以描 述系统级电路,又可以描述门级电路。而描述既可以采用行为描述、寄存器传输 描述或结构描述,也可以采用三者混合的混合级描述。另外,VHDL 支持惯性延迟 和传输延迟,还可以准确地建立硬件电路模型。VHDL 支持预定义的和自定义的 数据类型,给硬件描述带来较大的自由度,使设计人员能够方便地创建高层次的系 统模型。 3、 独立于器件的设计。 设计人员用 VHDL 进行设计时,不需要首先考虑选择 完成设计的器件,就可以集中精力进行设计的优化。当设计描述完成后,可以用多 种不同的器件结构来实现其功能。 4、支持广泛、易于修改。由于 VHDL 已经成为 IEEE 标准所规范的硬件描 述语言,目前大多数 EDA 工具几乎都支持 VHDL,这为 VHDL 的进一步推广和广 泛应用奠定了基础。在硬件电路设计过程中,主要的设计文件是用 VHDL 编写的 源代码,因为 VHDL 易读和结构化,所以易于修改设计。 5、 强大的移植能力,易于共享和调用。 VHDL 是一种标准化的硬件描述语言, 同一个设计描述可以被不同的工具所支持,使得设计描述的移植成为可能。采用 基于库(Library)的设计方法,可以建立各种可再次利用的模块。 这些模块可以预先 设计或使用以前设计中的存档模块,将这些模块存放到库中,就可以在以后的设计 中进行调用 , 可以使设计成果在设计人员之间进行交流和共享 , 减少硬件电路设 计。 6、VHDL 具有丰富的仿真语句和库函数,使得门电路级的功能仿真

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