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1、第2章 EDA技术设计与应用基础2.1.1 VHDL程序基本结构(1)内容提要内容提要VHDL程序应描述的内容；VHDL程序设计举例；VHDL程序的基本结构。一、VHDL程序应描述的内容1在数字电子技术实验中，假设要使用一个集成电路芯片，事先需要了解的信息：该芯片符合什么规范，是谁生产的，用户是否认可；该芯片有多少管脚，每个管脚是输入还是输出，每个管脚对输入/输出有什么要求；该芯片各管脚之间的关系，以及能完成什么逻辑功能。图1 集成电路芯片2使用VHDL语言设计一个硬件电路需要描述的信息：设计是在什么规范范围内进行，即此设计符合哪个设计规范才能得到用户的认可，这就是库、程序包使用说明；所设计的
2、硬件电路与外界的接口信号，这就是设计实体的描述；所设计的硬件电路的内部组成以及内部工作的逻辑功能，这就是该设计实体对应的结构体描述。二、VHDL程序设计举例【例题】74LS00的VHDL设计过程。1设计思路74LS00是一个四2输入与非门，先设计一个2输入与非门MYNAND2，再由四个2输入与非门构成一个整体MY74LS00。图2 MY74LS00的设计过程示意图2VHDL源程序1)2输入与非门MYNAND2的逻辑描述-库和程序包的使用说明LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;-打开IEEE库-打开IEEE库中的STD_LOGIC_1164程序包中的
3、所有项目库的关键词使用的库名系统规定的关键词表示打开所使用的程序包的名字程序包中的所有项目-实体MYNAND2的说明ENTITY MYNAND2 IS PORT(A,B:IN STD_LOGIC;Y:OUT STD_LOGIC);END ENTITY MYNAND2;数据流向为输入两个数据端口的数据类型是标准逻辑位STD_LOGIC表示实体系统规定的实体说明的关键词实体名表示端口输出端口名输入端口名数据流向为输出图3 2输入与非门MYNAND2的逻辑功能图和端口图-实体MYNAND2的结构体说明ARCHITECTURE ART1 OF MYNAND2 IS BEGIN Y A1,B=B1,Y=
4、Y1);U2:MYNAND2 PORT MAP(A=A2,B=B2,Y=Y2);U3:MYNAND2 PORT MAP(A3,B3,Y3);U4:MYNAND2 PORT MAP(A4,B4,Y4);END ARCHITECTURE ART2;图5 四二输入与非门MY74LS00逻辑功能组成图模块的标号整个系统MY74LS00的小的模块的名字端口映射本模块的端口与系统其他电路模块或系统输入和输出端口的关系端口的连接符号-用于描述该设计实体与外界的接口信号说明三、VHDL程序的基本结构设计实体库、程序包使用说明实体描述结构体描述结构体配置类属说明端口说明块语句进程语句信号赋值语句子程序调用语句元
5、件例化语句结构体元素说明结构体功能描述常数说明数据类型说明信号说明例化元件说明子程序说明图6 VHDL程序设计基本结构-用于打开(调用)本设计实体将要用到的库、程序包-用于描述该设计实体内部的组成及内部工作的逻辑关系-主要用于以层次化的方式对特定的设计实体进行元件例化，或是为实体选定某个特定的结构体内容总结VHDL程序(或称为设计实体)包括三个基本组成部分：库、程序包使用说明，实体描述和实体对应的结构体描述。根据需要，实体还可以有配置说明语句。其中：（1）库、程序包使用说明：用于打开本设计实体将要用到的库、程序包；（2）实体描述：用于描述该设计实体与外界的接口信号说明；（3）结构体描述：用于描述该设计实体内部的组成及内部工作的逻辑关系。