VHDL Answers to Frequently Asked Questions pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer

作者:Ben Cohen

出品人:

页数:413

译者:

出版时间:1998-01-31

价格:USD 149.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780792381150

丛书系列:

图书标签:

VHDL
数字电路设计
FPGA
Verilog
硬件描述语言
EDA
电子工程
可编程逻辑器件
设计模式
仿真验证

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具体描述

VHDL Answers to Frequently Asked Questions, Second Edition is a follow up to the author's books VHDL Answers to Frequently Asked Questions (ISBN 0-7923-9791-6) and VHDL Coding Styles and Methodologies (ISBN 0-7923-9598-0). This book addresses: misinterpretations in the use of the language; methods for writing error-free, and simulation-efficient, code for testbench designs and for synthesis; and general principles and guidelines for design verification. This second edition includes the following additions to the first edition: a new chapter on design for reuse that defines coding and design techniques that are impermeable to new technologies and are malleable to new requirements; more questions and answers including discussions on applications of guarded signals and shared variables; more models including the design of a reusable priority encoder, and a switch; more packages including an enhancement of image package to convert values to text strings in binary, hexadecimal, and decimal formats, and the complex package that defines complex numbers and overloaded operators. The book differs from other VHDL books in many respects. This book * emphasizes real VHDL, rather than philosophical or introductory types of information * emphasizes application of VHDL for synthesis * uses complete examples to demonstrate problems and solutions * provides a disk that includes all the book examples and other useful VHDL reference material * uses easy to remember symbology notation to emphasize language rules, good and poor methodology and coding styles * identifies obsolete VHDL constructs that must be avoided * identifies synthesizable/non-synthesizable structures * uses a question and answer format to clarify and emphasize the concerns of VHDL users . VHDL Answers to Frequently Asked Questions, Second Edition is intended for those who are seeking an enhanced proficiency in VHDL.

VHDL：驾驭数字设计的核心语言在这本深入的指南中，我们将踏上一段探索VHDL（VHSIC Hardware Description Language）的旅程，这是一种强大而灵活的硬件描述语言，它已经成为数字系统设计领域不可或缺的工具。本书旨在为初学者和有经验的工程师提供一个坚实的基础，帮助他们理解VHDL的原理、语法和应用，从而能够自信地设计、仿真和实现复杂的数字硬件。什么是VHDL？ VHDL是一种标准的、基于文本的语言，用于描述电子硬件的行为和结构。它不同于传统的软件编程语言，VHDL的目的是描述电路的物理连接、逻辑功能以及它们随时间的变化。这种描述能力使其成为设计从简单的逻辑门到复杂的微处理器和系统级芯片（SoC）的理想选择。 VHDL的核心概念： 1. 实体（Entity）与架构（Architecture）：实体（Entity）：实体是硬件模块的抽象表示，定义了模块的接口，即它的输入和输出端口。你可以将其理解为一个黑盒子，只知道它有哪些接口，但不知道内部是如何工作的。架构（Architecture）：架构描述了实体内部的具体实现细节。一个实体可以拥有多个架构，用于描述同一硬件的不同实现方式（例如，行为级描述、数据流级描述或结构级描述）。这种分离允许设计者在不改变外部接口的情况下，优化内部设计。 2. 数据类型（Data Types）： VHDL提供了丰富的数据类型来表示数字信号和控制信号。基本类型：如 `BIT`（0或1），`BOOLEAN`（TRUE或FALSE），`INTEGER`（整数），`REAL`（实数），`CHARACTER`（字符）等。向量类型：如 `BIT_VECTOR`（一组BIT）和 `STD_LOGIC_VECTOR`（由IEEE 1164标准定义的、具有更多状态的向量，例如'0', '1', 'Z'（高阻态）, 'X'（未知状态）等，这是在实际设计中更常用的类型）。用户定义类型：允许用户创建自定义的数据类型，以更好地匹配设计需求。 3. 信号（Signal）：信号是VHDL中的基本通信元素，用于在设计组件之间传递信息。信号的值会随时间传播，并且可以驱动其他信号。你可以将信号想象成电路中的导线。 4. 进程（Process）：进程是VHDL中的一个并发执行块，用于描述在特定条件下触发的行为。在一个进程中，可以编写顺序的代码，类似于传统的程序。进程的执行由其敏感列表（sensitivity list）控制，当敏感列表中的信号发生变化时，进程会被激活。 5. 并发语句（Concurrent Statements）： VHDL的并发语句描述了硬件在同一时刻的并行行为。这些语句独立于时间顺序执行，直接反映了硬件的并行特性。常见的并发语句包括：赋值语句：用于给信号赋新值。组件实例化（Component Instantiation）：用于将预先定义的模块（组件）连接到当前设计中，形成层次化的结构。生成语句（Generate Statements）：用于根据条件生成重复的或选择性的硬件结构，极大地提高了代码的复用性和灵活性。选择语句（Conditional Statements）：如 `WITH-SELECT` 语句，用于根据表达式的值选择不同的赋值。 6. 结构化设计（Structural Design）：允许将复杂的系统分解为更小的、可管理的模块（组件），然后通过连接这些组件来构建整个系统。这种模块化方法有助于管理复杂性，并支持重用。 7. 行为建模（Behavioral Modeling）：描述硬件的功能和行为，而不关注其底层的逻辑实现。这通常使用进程和顺序语句来完成，非常适合用于早期设计阶段和算法验证。 8. 数据流建模（Dataflow Modeling）：描述数据如何在不同组件之间流动和转换，通常使用并发赋值和逻辑运算符来实现。这种方法可以清晰地展示数据的处理路径。 VHDL在数字设计流程中的应用： 1. 设计输入（Design Entry）：使用VHDL编写硬件的描述代码。 2. 仿真（Simulation）：使用VHDL仿真器来验证设计的功能是否符合预期。仿真器会根据VHDL代码模拟硬件的行为，并生成波形图，帮助设计者调试。 3. 综合（Synthesis）：将VHDL代码转换为门级网表（netlist），这是可以直接映射到具体FPGA或ASIC器件的底层表示。综合工具会根据目标硬件平台对VHDL代码进行优化。 4. 布局布线（Place and Route）：将综合后的网表映射到目标硬件器件的具体物理资源上，并确定它们之间的连接。 5. 时序分析（Timing Analysis）：验证设计在目标时钟频率下是否能够正确工作，并满足时序约束。本书的价值：本书将通过详细的示例和清晰的解释，帮助您掌握VHDL设计的精髓。我们将深入探讨各种VHDL构造，并展示如何使用它们来创建高效、可靠的数字电路。无论您是正在学习数字逻辑设计、FPGA编程，还是ASIC开发，VHDL都是您必备的技能之一。通过本书的学习，您将能够：理解VHDL的语法和语义，能够独立编写VHDL代码。掌握不同的建模风格，并了解它们在设计流程中的适用性。熟练运用VHDL进行硬件描述和仿真，从而加速设计和调试过程。为后续的综合和实现打下坚实的基础。让我们一起开启这段VHDL的学习之旅，驾驭数字设计的强大力量！