填空题
1、一个标准的VHDL语言程序由库、实体和结构体组成。
2、个完整的VHDL语言描述是以对一个功能元件的完整描述为基础的 3、实体相当于电路图中一个器件符号。
4、端口说明(PORT)是对设计实体与外部接口的描述,也可以说是设计实体的外部引脚的名称,它为实体与外部环境的动态通信提供通道
5、缓冲(BUFFER)端口描述模式和INOUT双向模式的区别在于只能接受一个驱动源,不允许多重驱动。
6、VHDL语言的结构体的这些子结构互相之间是并行的。
7、将VHDL语言的行为描述语句转换为门级描述由VHDL开发工具自动完成,是VHDL语言综合器的任务。
8、数据流描述也称为RTL(寄存器传输级)描述方式,它类似于布尔方程,它既表示某种行为,又隐含结构信息,主要指非结构化的并行语句描述。
9、在结构描述中,元件间的连接是通过定义的端口界面来实现的。
10、结构描述的缺点是程序表示的是电路的结构连接关系,不能直观的得到设计电路的逻辑功能。
综述题
1、写出实体的结构。 答案:
ENTITY 实体名 IS
[GENERIC(类属表);] [PORT(端口表);] END ENTITY 实体名;
2、在IEEE库中定义了哪四种VHDL语言的端口模式? 答案: ? IN:输入。 ? OUT:输出。
? INOUT:双向,输入输出。
? BUFFER:缓冲,其实质也是双向的,但是只能接受一个驱动源。
3、写出结构体的结构。
? 2 ?
答案:
ARCHITECTURE 结构体名 OF 实体名 IS [说明语句] BEGIN
[功能描述语句]
END ARCHITECTURE 结构体名;
4、写出结构体的功能性描述语句的5种子结构。 答案:
块语句、进程语句、子程序调用语句、信号赋值语句和元件例化语句。
5、VHDL有哪四种描述风格? 答案:
行为描述、数据流描述、结构描述以及由前三种组合的混合描述。
实验题
实验【一】编写一个实体
实验目的:熟悉实体的编写方法。
实验任务:在Quartus II中建立一个VHDL语言文件,编写一个实体,该实体要求如下:
实体名:TEST。
输入端口:INPUTA,INPUTB,数据类型为BIT。 输出端口:OUTPUT,数据类型为BIT。 没有类属说明。
答案:
ENTITY TEST IS PORT(
INPUTA,INPUTB: in bit; OUTPUT: out bit); END TEST;
--2个输入引脚,类型BIT
--1个输出引脚,类型BIT
--实体
实验【二】编写一个结构体
实验目的:熟悉结构体的编写方法。
? 3 ?
实验任务:在Quartus II中建立一个VHDL语言文件,编写一个结构体,该结构体
要求如下:
实体名:TEST。 结构体名:RTL。 没有功能描述语句。
答案:
ARCHITECTURE RTL OF TEST IS BEGIN END RT;
--无逻辑语句
--结构体,名称为RTL,对应实体为TEST
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第一章 EDA开发技术基础 在EDA开发中,用户以计算机为工具,在对应的集成开发环境中,用硬件描述语言完成设计文件,然后由计算机自动地完成逻辑编译、综合、优化、布局、布线和仿真等工作,并且对于特定目标芯片进行适配编译、逻辑映射和编程下载。本章将介绍EDA开发技术的基础知识,包括EDA的发展历史、可编程逻辑语言的分类和特点,可编程逻辑器件的种类和开发方法,使用EDA进行设计的流程等。 1.1 EDA技术基础 EDA是电子设计自动化(Electronic Design Automation)的缩写,是在20世纪60年代中期从计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)和计算机辅助工程(CAE)的概念发展而来的。 1.1.1 EDA技术简介 EDA技术是现代电子信息工程领域中一门发展迅速的新技术。它是以计算机为工作平台,其以EDA软件工具为开发环境,以硬件描述语言为主要表达方式,以大规模可编程器件为设计载体,以ASIC、SOC、FPGA芯片为目标器件,以电子系统设计为应用方向的电子产品自动化设计过程。 EDA技术有广义和狭义之分。 从广义来说EDA技术包括半导体工艺设计自动化、可编程器件设计自动化、电子系统设计自动化、印制电路板设计自动化、仿真与测试故障诊断自动化等,例如PSPICE、EWB、MATLAB等计算机辅助分析CAA技术和PROTEL、ORCAD等印刷制版计算机辅助设计等。 从狭义来说EDA技术就是电子设计自动化,即通过相关的开发软件,自动完成用软件方式设计的电子系统到硬件系统的逻辑编译、化简、分割、综合、优化、以及布局布线、逻辑仿真等工作,最终完成对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载,从而形成集成电子系统,不包含电子生产自动化。 EDA技术在电子系统设计中具有以下特点,所以的到了广泛应用: ● 用软件的方式设计硬件。 ● 用软件方式设计的系统到硬件系统的转换是由相关软件自动完成的。 ● 在设计过程中可以用软件进行各种仿真进行验证。 ● 现代EDA工具具有高层综合和优化功能,能够在系统级进行综合、优化和方针,从而缩短设计周期,提高工作效率。 ● 系统可以现场编程,在线升级。 ? 5 ?
第二章 Quartus II集成开发环境 Altera公司的QuartusⅡ集成开发环境根据设计者的需求提供了一个完整的多平台开发环境,其包含了整个可编程逻辑器件设计阶段的所有解决方案,提供了完整的图形用户界面可以完成可编程片上系统的整个开发流程的各个阶段,包括输入、综合、仿真等,在其中设计者可以方便的完成数字系统设计的全过程。本章将介绍如何在Quartus II集成开发环境应用VHDL语言进行数字系统的开发。 注意:Quartus II集成开发环境的最新版是V12.0,但是在最新版中其去掉了直接输入波形文件进行仿真的功能,取而代之的是使用ModelSim的仿真文件进行仿真,为了便于读者快速上手学习,不增加难度,本书采用了依然可以使用波形文件进行仿真的V9.1版本,读者可以在Altera的网站上免费下载到该版本的Web Edtion版;另外值得一说的是Quartus II有完整版和Web Edtion两个版本,前者收费而后者收费,前者对于后者而言只是多了很多内部集成的IP核,所以对于普通入门级用户而言直接下载免费使用的后者即可。 2.1 Quartus II应用基础 设计输入包括基于块的设计、系统级设计和软件开发综合布局、布线调试时序分析工程变动管理仿真时序逼近编程、配置 图1.2 QuartusⅡ设计流程