1.Язык описания архитектуры vhdl. Основные сведения

Языки описания аппаратуры (Hardware Description Language), является формальной записью, которая может быть использована на всех этапах разработки цифровых электронных систем. Это возможно вследствие того, что язык легко воспринимается как машиной, так и человеком он может использоваться на этапах проектирования, верификации, синтеза и тестирования аппаратуры также как и для передачи данных о проекте, модификации и сопровождения. Наиболее универсальным и распространенным языком описания аппаратуры является VHDL. На этом языке возможно как поведенческое, так структурное и потоковое описание цифровых схем.

Язык VHDL используется во многих системах для моделирования цифровых схем, проектирования программируемых логических интегральных микросхем, базовых матричных кристаллов, заказных интегральных микросхем

С точки зрения программиста язык VHDL состоит как бы из двух компонент – общеалгоритмической и проблемно-ориентированной.

Общеалгоритмическая компонента VHDL- это язык, близкий по синтаксису и семантике к современным языкам программирования типа Паскаль, C и др. Язык относится к классу строго типизированных. Помимо встроенных (пакет STANDART) простых (скалярных) типов данных: целый, вещественный, булевский, битовый, данных типа время, данных типа ссылка (указатель) пользователь может вводить свои типы данных (перечислимый, диапазонный и др.).

Последовательно выполняемые (последовательные) операторы VHDL могут использоваться в описании процессов, процедур и функций. Их состав включает:

• оператор присваивания переменной (:=);

• последовательный оператор назначения сигналу (<=);

• последовательный оператор утверждения (assert);

• условный (if);

• выбора (case);

• цикла (loop);

• пустой оператор (null);

• оператор возврата процедуры- функции (return);

• оператор последовательного вызова процедуры.

2. Ключевые слова языка vhdl.Типы данных vhdl.

Основными в VHDL являются встроенные, или скалярные, типы данных. Кроме того, имеется возможность конструировать пользовательские типы на основе предопределённых типов. Объект данных в VHDL характеризуется типом и классом. Различают следующие классы объектов: константы, переменные, сигналы и файлы. Как и в языках высокого уровня, константы и переменные в VHDL содержат одно значение данного типа. Переменные объявляются при помощи ключевого слова variable, и для них существует возможность назначения значений во время выполнения программы. Константы объявляются при помощи ключевого слова constant, значение константы устанавливается до начала моделирования и после этого не изменяется.

Сигнал в VHDL используется для представления в модели физических сигналов в схеме. Как и переменная, сигнал имеет тип и текущее значение, кроме того, он имеет историю предыдущих и множество будущих значений. Сигнал объявляется при помощи ключевого слова signal, новые значения для сигналов создаются предложениями назначения сигналов.

Файлы формально определяются как объекты и являются хранилищами значений.

VHDL является строго типизированным языком, поэтому каждому объекту в описании соответствует один строго определяемый тип данных. Объект создается при помощи его объявления, значение объекта определяется выражением в правой части предложения назначения. В состав выражения могут входить константы, переменные, сигналы, операторы и указатели функций, при этом значение выражения может иметь только один тип.

Зарезервированные ключевые слова – это заранее составленные комбина-

ции букв, имеющие определенное значение: abs, begin, case, downto, is,

port, variable, xor, architecture, component, else, not, or, signal,

type, elsif, for, if, other, process, when, end, range, then,

all, entity, loop, next, on, to и др.

Пользовательское ключевое слово составляется пользователем. Оно не должно совпадать ни с одним из зарезервированных ключевых слов и может использоваться, например, для обозначения какой-либо логиче-

ской функции, описанной пользователем.