VHDL significa lenguaje de descripción de hardware de circuito integrado de muy alta velocidad. Es un lenguaje de programación utilizado para modelar un sistema digital por flujo de datos, comportamiento y estilo estructural de modelado. Este lenguaje se introdujo por primera vez en 1981 para el departamento de Defensa (DoD) bajo el programa VHSIC.
Describir un diseño
En VHDL, una entidad se utiliza para describir un módulo de hardware. Una entidad se puede describir usando,
- Declaración de entidad
- Arquitectura
- Configuración
- Declaración de paquete
- Cuerpo del paquete
Veamos cuáles son estos?
Declaración de entidad
Define los nombres, las señales de entrada y salida y los modos de un módulo de hardware.Sintaxis
−
entity entity_name is Port declaration;end entity_name;
Una declaración de entidad debe comenzar con «entidad» y terminar con palabras clave «fin». La dirección será de entrada, salida o entrada.
| En | Puerto se puede leer |
| Fuera | Puerto puede ser escrito |
| Inout | Puerto puede ser leído y escrito |
| Buffer | Puerto puede ser leído y escrito, se puede tener una única fuente. |
Arquitectura –
La arquitectura se puede describir utilizando un estilo estructural, de flujo de datos, de comportamiento o mixto.Sintaxis
−
architecture architecture_name of entity_name architecture_declarative_part;begin Statements;end architecture_name;
Aquí, debemos especificar el nombre de la entidad para la que estamos escribiendo el cuerpo de la arquitectura. Las declaraciones de arquitectura deben estar dentro de las palabras clave’ begin ‘y’ énd’. La parte declarativa de arquitectura puede contener variables, constantes o declaración de componentes.
Modelado de flujo de datos
En este estilo de modelado, el flujo de datos a través de la entidad se expresa utilizando una señal concurrente (paralela). Las instrucciones simultáneas en VHDL son WHEN y GENERATE.
Además de ellos, asignaciones que utilizan solo operadores (Y, NO, & plus;,*, sll, etc.) también se puede usar para construir código.
Finalmente, un tipo especial de asignación, llamado BLOQUE, también se puede emplear en este tipo de código.
En código concurrente, se puede usar lo siguiente−
- Operadores
- La instrucción WHEN (WHEN / ELSE o WITH / SELECT / WHEN);
- La instrucción GENERATE;
- La instrucción BLOCK
Modelado de comportamiento
En este estilo de modelado, el comportamiento de una entidad como conjunto de instrucciones se ejecuta secuencialmente en el orden especificado. Solo las sentencias colocadas dentro de un PROCESO, FUNCIÓN o PROCEDIMIENTO son secuenciales.
LOS PROCESOS, FUNCIONES y PROCEDIMIENTOS son las únicas secciones de código que se ejecutan secuencialmente.
Sin embargo, en su conjunto, cualquiera de estos bloques sigue siendo concurrente con cualquier otra instrucción colocada fuera de él.
Un aspecto importante del código de comportamiento es que no se limita a la lógica secuencial. De hecho, con él, podemos construir circuitos secuenciales, así como circuitos combinacionales.
Las instrucciones de comportamiento son IF, WAIT, CASE y LOOP. Las VARIABLES también están restringidas y se supone que deben usarse solo en código secuencial. La VARIABLE nunca puede ser global, por lo que su valor no se puede distribuir directamente.
Modelado estructural
En este modelado, una entidad se describe como un conjunto de componentes interconectados. Una instrucción de creación de instancias de componentes es una instrucción concurrente. Por lo tanto, el orden de estas declaraciones no es importante. El estilo estructural de modelado describe solo una interconexión de componentes (vista como cajas negras), sin implicar ningún comportamiento de los componentes en sí ni de la entidad que representan colectivamente.
En el modelado estructural, el cuerpo de la arquitectura se compone de dos partes: la parte declarativa (antes de que comience la palabra clave) y la parte de declaración (después de que comience la palabra clave).
Operación Lógica – Y la PUERTA de
| X | Y | Z |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
formas de Onda
la Lógica de Funcionamiento de la Compuerta or
| X | Y | Z |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 |
formas de Onda
la Lógica de Funcionamiento de la Puerta NO
| X | Y |
|---|---|
| 0 | 1 |
| 1 | 0 |
formas de Onda
la Lógica de Funcionamiento de la Compuerta NAND
| X | Y | z |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
formas de Onda
la Lógica de Funcionamiento de la Puerta NOR
| X | Y | z |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 0 |
formas de Onda
la Lógica de Funcionamiento de la Puerta XOR
| X | Y | Z |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
formas de Onda
Operación Lógica – X-Puerta NOR
