Короткі відомості про мову vhdl

Мова VHDL (Very high speed integrated circuits Hardware Description Language) є міжнародним стандартом в області автоматизації проектування цифрових пристроїв. Ця мова використовується в багатьох САПР, орієнтованих на різноманітну елементну базу (мікросхеми малого і середнього ступеня інтеграції, програмована логіка). Зокрема, він може бути використаний в процесі роботи з текстовим редактором САПР Quartus II.

6.1. Поняття про інтерфейс і архітектуру об'єкту

Об'єктом називаємо проектований пристрій. При використанні мови VHDL для проектування пристрою він повинен бути описаний наступним чином:

– описується інтерфейс об'єкту (entity);

– описується так звана архітектура об'єкту (architecture).

Опис інтерфейсу є перерахування входів і виходів об'єкту (всього в цілому, а не окремих його складових частин), які при цьому називають портами об'єкту. Схема опису інтерфейсу на мові VHDL має наступний вигляд:

entity ідентифікатор_інтерфейсу is

port (список портів з вказівкою їх типів);

end ідентифікатор_інтерфейсу;

Тут (але не завжди) термін "ідентифікатор" позначає ім'я, яке привласнюється проектувальником даному опису. Імена, що привласнюються проектувальником (користувачем САПР) називають призначеними для користувача іменами. Причому ідентифікатор інтерфейсу повинен співпадати з ім'ям проекту. Ім'я проекту (як і згадуваний нижче ідентифікатор архітектури, інші ідентифікатори) може бути складене з букв латинського алфавіту, цифр і підкреслень (не допускаються два підкреслення підряд, першим знаком ідентифікатора повинна бути буква). За описом інтерфейсу повинен слідувати опис архітектури по схемі

architecture ідентифікатор_архітектури of

ідентифікатор_інтерфейсу is

...; -- декларація портів архітектури

begin

...; -- тіло архітектури

end ідентифікатор_архітектури;

Двома суміжними дефісами в мові VHDL відділяються коментарі.

"Декларація портів архітектури" є умовною назвою того розділу опису, в якому перераховуються, наприклад, компоненти (складові частини) проектованого пристрою з вказівкою вхідних і вихідних сигналів (портів) компонентів, – так званих внутрішніх сигналів пристроїв, серед яких не повинно бути вхідних і вихідних сигналів об'єкту (портів, що декларують при описі інтерфейсу). Згадані компоненти можуть бути, зокрема, примітиви (листя) або раніше спроектовані пристрої. Точніше кажучи, в даному розділі може здійснюватися декларація сигналів, змінних і констант, їх типів і підтипів, декларація компонентів (надалі ці поняття будуть уточнені).

Тіло архітектури повинно бути описом проектованого пристрою на поведінковому і/або структурному рівні. При структурному описі потрібно буде вказати сукупність компонентів (елементів, підсхем) і зв'язків між компонентами. Природно, деякі компоненти пристрою в структурному описі у свою чергу можуть складатися з декількох частин – компонентів нижчого рівня ієрархії опису. Про це говорять як про входження підсхем в схеми. Представляючи відношення входження підсхем в схеми у вигляді графа, можна отримати дерево (граф) ієрархії опису всього пристрою. Деякі з компонентів об'єктів можуть бути макро- і мегафункції з бібліотек деяких САПР (зокрема, Quartus II), що допускають використання VHDL для роботи з програмованою логікою.