VHDL

VHDL je programovací jazyk sloužící pro popis hardware. Používá se pro návrh a simulaci digitálních integrovaných obvodů, například programovatelných hradlových polí (CPLD, FPGA, …), nebo různých zákaznických obvodů (ASIC).

VHDL je standardem IEEE od r. 1987, byl revidován v roce 1997 a je použitelný i pro návrh analogových obvodů. Jedná se o typovaný programovací jazyk. VHDL má prostředky pro popis paralelismu, konektivity a explicitní vyjádření času. Jazyk VHDL se používá jak pro simulaci obvodů, tak i pro popis integrovaných obvodů, které se mají vyrábět.

Zkratka VHDL znamená VHSIC Hardware Description Language (česky jazyk pro popis hardware), kde VHSIC je zkratka z Very-High-Speed Integrated Circuit (česky velmi rychlé integrované obvody).

Základní konstrukce

• entity - definuje rozhraní (pouze vstupy a výstupy, ne funkci)
• architecture - určuje chování entit (má dvě části - deklarační a příkazovou)

Pro jednu entitu může existovat více architektur (implementací).

Módy portů

• IN - data lze z portu pouze číst
• OUT - data vycházejí z portu
• BUFFER - výstup se zpětnou vazbou
• INOUT - obousměrný tok
• LINKAGE - neznámý směr datového toku (obousměrný)

Styly popisu architektury

• strukturální popis
  • popis na vysoké úrovni
  • použití hlavně pro simulaci
• behaviorální popis
  • vhodné pro syntézu
  • návrhář si řídí architekturu svého návrhu
• dataflow popis
  • vkládání komponent do netlistu
  • omezení možností syntézy
  • detailní časové simulace

Příklad kódu

-- (tohle je komentář)
 
-- import std_logic z knihovny IEEE
library IEEE;
use IEEE.std_logic_1164.all;
 
-- definice entity...
entity my_and is
  port (IN1, IN2 : in std_logic; OUT1: out std_logic);
end entity;
 
-- ...a architektury
architecture example of my_and is
begin
  OUT1 <= IN1 and IN2;
end example;

Související články

• Verilog

Literatura

• Šťastný Jakub: FPGA prakticky, BEN - technická literatura, 2011, ISBN 978-80-7300-261-9
• Pinker Jiří, Poupa Martin: Číslicové systémy a jazyk VHDL, BEN - technická literatura, 2006, ISBN 80-7300-198-5
• Král Jiří: Řešené příklady ve VHDL, BEN - technická literatura, 2010, ISBN 978-80-7300-257-2

Externí odkazy

• VHDL Syntax (IEEE Std 1076-1993)
• VHDL Syntax (IEEE Std 1076-2002)
• PDF Free range VHDL