第一篇：EDA期末總結(jié)7

1章 PORT DOWNTO 0);(D:INSTD_LOGIC_VECTOR(11DOWNTO 0);

Q : OUT STD_LOGIC_VECTOR(11 DOWNTO 0));

1、常用的硬件描述語言有VHDL、Verilog、ABEL

CLK ,STATUS : IN STD_LOGIC;END AD574A;

2、VHDL自頂向下的設(shè)計流程：

LOCK0 : OUT STD_LOGIC;ARCHITECTURE behav OF AD574A IS 1．設(shè)計說明書2．建立VHDL行為模型3．VHDL行為仿真4．VHDL-RTL

CS,A0,RC,K12X8 : OUT STD_LOGIC;SIGNAL current_state, next_state: STD_LOGIC_VECTOR(4 DOWNTO 0);級建模 Q:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(11DOWNTO 0));

CONSTANT st0 : STD_LOGIC_VECTOR(4 DOWNTO 0):= “11100”;5．前端功能仿真6．邏輯綜合7．測試向量生成8．功能仿真9．結(jié)END AD574;

CONSTANT st1 : STD_LOGIC_VECTOR(4 DOWNTO 0):= “00001”;構(gòu)綜合10．門級時序仿真11．硬件測試12．設(shè)計完成 ARCHITECTURE behav OF AD574 IS

CONSTANT st2 : STD_LOGIC_VECTOR(4 DOWNTO 0):= “00000”;2章 TYPE states IS(st0, st1, st2, st3,st4);

CONSTANT st3 : STD_LOGIC_VECTOR(4 DOWNTO 0):= “00100”;SIGNALcurrent_state,next_state:states :=st0;

CONSTANT st4 : STD_LOGIC_VECTOR(4 DOWNTO 0):= “00110”;1.一般ASIC設(shè)計的流程： SIGNAL REGL:STD_LOGIC_VECTOR(11DOWNTO 0);

SIGNAL REGL : STD_LOGIC_VECTOR(11 DOWNTO 0);系統(tǒng)規(guī)格說明：系統(tǒng)劃分：邏輯設(shè)計與綜合：綜合后仿真：版圖設(shè)SIGNAL LOCK : STD_LOGIC;

SIGNAL LK

: STD_LOGIC;計：版圖驗證：參數(shù)提取與后仿真：制版、流片：芯片測試 BEGIN BEGIN

2、常用EDA工具：

K12X8 <= '1';

LOCK0 <= LOCK;

COM1: PROCESS(current_state,STATUS)設(shè)計輸入編輯器：HDL綜合器：仿真器：適配器(或布局布線器)：COM1: PROCESS(current_state,STATUS)

BEGIN 下載器 BEGIN

CASE current_state IS

3、IP核：軟IP硬IP固IP

CASE current_state IS

WHEN st0 => next_state <= st1;3章

WHEN st0 => next_state <= st1;

WHEN st1 => next_state <= st2;

WHEN st1 => next_state <= st2;

WHEN st2 => IF(STATUS='1')THEN next_state <= st2;

1、CPLD和FPGA的主要區(qū)別：

WHEN st2 =>IF(STATUS='1')THENnext state <= st2;

ELSE next_state <= st3;

結(jié)構(gòu)上的不同：集成度的不同:CPLD：500～50000門；FPGA：1K～

ELSE next_state <= st3;

END IF;10M門:應(yīng)用范圍不同：CPLD邏輯能力強而寄存器少（1K左右），END IF;

WHEN st3=> next_state <= st4;

適用于控制密集型系統(tǒng)；FPGA邏輯能力較弱但寄存器多（100多K），WHEN st3 => next_state <= st4;

WHEN st4=> next_state <= st0;適用于數(shù)據(jù)密集型系統(tǒng)。

WHEN st4 => next_state <= st0;

WHEN OTHERS => next_state <= st0;

使用方法不同

2、FPGA和CPLD的選用（1）CPLD的選用： 邏輯密集型：中小規(guī)模（1000～50000）：免費軟件支持；編程數(shù)據(jù)不丟失，電路簡單；ISP特性，編程加密；布線延遲固定，時序特性穩(wěn)定；（2）FPGA選用： 數(shù)據(jù)密集型；大規(guī)模設(shè)計（5000～數(shù)百萬門）；SOC設(shè)計：ASIC的設(shè)計仿真：布線靈活，但時序特性不穩(wěn)定；需用專用的ROM進行數(shù)據(jù)配置 4章

1、EDA綜合工具提供的數(shù)據(jù)類型為布爾型（Boolean）、位型（Bit）、位矢量型（Bit-Vector）和整數(shù)型（Interger）。

2、VHDL語言描述結(jié)構(gòu)體功能有3種方法：行為描述法:數(shù)據(jù)流描述法;結(jié)構(gòu)描述法

3、VHDL的庫：STD庫和WORK庫：IEEE庫

4、clock’EVENT and clock=‘1檢測上升沿；clock’EVENT and clock=‘0’檢測下降沿。

5、簡述實體、端口概念，端口種類及INPUT與BUFFER的異同。以關(guān)鍵詞ENTITY引導(dǎo)，END ENTITY....結(jié)束的語句部分成為實體。端口種類4種：IN、OUT、INOUT、BUFFER。INOUT定義的通道確定為輸入輸出雙向端口；、BUFFER在需要輸入數(shù)據(jù)是時，只允許內(nèi)不回讀輸出的信號。

6、結(jié)構(gòu)體 以關(guān)鍵詞ARCHITECTURE引導(dǎo)，END 結(jié)束的語句部分成為結(jié)構(gòu)體。

7、端口： INOUT定義的通道為輸入輸出雙向端口，可以由外向內(nèi)或由內(nèi)向外傳輸數(shù)據(jù)，而BUFFER定義的通道雖然也是輸入輸出端口，但它回讀的信號不能從外部輸入，而是由內(nèi)部產(chǎn)生，向外輸出的信號。IN定義的通道為單向只讀模式，規(guī)定數(shù)據(jù)只能通過此端口被讀入實體中 OUT定義的通道為單向輸出模式，規(guī)定數(shù)據(jù)只能通過此端口從實體向外流出，或者說可以將實體中的數(shù)據(jù)向此端口賦值。INOUT定義的通道確定為輸入輸出雙向端口，可以由外向內(nèi)或由內(nèi)向外傳輸數(shù)據(jù)。6章

1、說明用原理圖輸入方法設(shè)計電路的詳細流程 1.為一項工程設(shè)計建立文件夾 2.輸入設(shè)計項目和存盤 3.將設(shè)計項目設(shè)置成工程文件 4.選擇目標(biāo)器件并編譯 5時序仿真和包裝入庫 6.設(shè)計頂層文件 7章

1、為什么要使用狀態(tài)機 有限狀態(tài)機克服了純硬件數(shù)字系統(tǒng)順序方式控制不靈活的缺點。狀態(tài)機的結(jié)構(gòu)模式相對簡單。狀態(tài)機容易構(gòu)成性能良好的同步時序邏輯模塊。狀態(tài)機的VHDL表述豐富多樣。在高速運算和控制方面，狀態(tài)機更有其巨大的優(yōu)勢。就可靠性而言，狀態(tài)機的優(yōu)勢也是十分明顯的。

2、時序進程將次態(tài)信號送到現(xiàn)態(tài)信號

3、Moore型輸出僅與當(dāng)前狀態(tài)有關(guān)，Mealy型輸出是當(dāng)前狀態(tài)與所有輸入信號 FSM:s_machine current_state clkPROCESSPROCESSREGCOMcomb_outputsreset next_statestate_inputs LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY s_machine IS

PORT(clk,reset

: IN STD_LOGIC;

state_inputs : IN STD_LOGIC_VECTOR(0 TO 1);

comb_outputs : OUT INTEGER RANGE 0 TO 15);END s_machine;ARCHITECTURE behv OF s_machine IS

TYPE FSM_ST IS(s0, s1, s2, s3);

SIGNAL current_state, next_state: FSM_ST;BEGIN REG: PROCESS(reset,clk)

BEGIN

IF reset = '1' THEN

current_state <= s0;

ELSIF clk='1' AND clk'EVENT THEN

current_state <= next_state;

END IF;

END PROCESS;

COM:PROCESS(current_state, state_Inputs)BEGIN

CASE current_state IS

WHEN s0 => comb_outputs<= 5;

IF state_inputs = “00” THEN next_state<=s0;

ELSE next_state<=s1;

END IF;

WHEN s1 => comb_outputs<= 8;

IF state_inputs = “00” THEN next_state<=s1;

ELSE next_state<=s2;

END IF;

WHEN s2 =>

comb_outputs<= 12;

IF state_inputs = “11” THEN next_state <= s0;

ELSE next_state <= s3;

END IF;

WHEN s3 => comb_outputs <= 14;

IF state_inputs = “11” THEN next_state <= s3;

ELSE next_state <= s0;

END IF;

END case;

END PROCESS;

END behv;三進程有限狀態(tài)機 LIBRARY IEEE;

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

ENTITY AD574 IS

WHEN OTHERS => next_state <= st0;

END CASE;END PROCESS COM1;COM2: PROCESS(current_state)BEGIN

CASE current_state IS

WHEN st0=>CS<='1';A0<='1';RC<='1';LOCK<='0';WHEN st1=>CS<='0';A0<='0';RC<='0';LOCK<='0';

WHEN st2=>CS<='0';A0<='0';RC<='0';LOCK<='0';WHEN st3=>CS<='0';A0<='0';RC<='1';LOCK<='0';

WHEN st4=>CS<='0';A0<='0';RC<='1';LOCK<='1';

WHEN OTHERS=>CS<='1';A0<='1';RC<='1';LOCK<='0';

END CASE;END PROCESS COM2;REG: PROCESS(CLK)

BEGIN IF(CLK'EVENT AND CLK='1')THEN current_state <= next_state;END IF;END PROCESS REG;LATCH1 : PROCESS(LOCK)BEGIN IF LOCK='1' AND LOCK'EVENT THEN REGL <= D;END IF;END PROCESS;

Q <= REGL;

END behav;單進程Moore型有限狀態(tài)機 LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY MOORE1 IS PORT(DATAIN:INSTD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0);

CLK,RST : IN STD_LOGIC;

Q : OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0));END MOORE1;ARCHITECTURE behav OF MOORE1 IS

TYPE ST_TYPE IS(ST0, ST1, ST2, ST3,ST4);

SIGNAL C_ST : ST_TYPE;

BEGIN

PROCESS(CLK,RST)

BEGIN

IF RST ='1' THEN C_ST <= ST0;Q<= “0000”;

ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' THEN

CASE C_ST IS

WHEN ST0 => IF DATAIN =“10” THEN C_ST <= ST1;

ELSE C_ST <= ST0;END IF;

Q <= “1001”;WHEN ST1 => IF DATAIN =“11” THEN C_ST <= ST2;

ELSE C_ST <= ST1;END IF;

Q <= “0101”;WHEN ST2 => IF DATAIN =“01” THEN C_ST <= ST3;

ELSE C_ST <= ST0;END IF;

Q <= “1100”;WHEN ST3 => IF DATAIN =“00” THEN C_ST <= ST4;

ELSE C_ST <= ST2;END IF;

Q <= “0010”;WHEN ST4 => IF DATAIN =“11” THEN C_ST <= ST0;

ELSE C_ST <= ST3;END IF;

Q <= “1001”;WHEN OTHERS => C_ST <= ST0;

END CASE;

END IF;

END PROCESS;END behav;2進程Mealy型有限狀態(tài)機的設(shè)計

LIBRARY IEEE;

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY MEALY1 IS PORT(CLK,DATAIN,RESET:IN STD_LOGIC;

Q:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(4DOWNTO 0));END MEALY1;ARCHITECTURE behav OF MEALY1 IS

TYPE states IS(st0, st1, st2, st3,st4);

SIGNAL STX : states;

BEGIN

COMREG : PROCESS(CLK,RESET)BEGIN

IF RESET ='1' THEN STX <= ST0;

ELSIF CLK'EVENT AND CLK = '1' THEN CASE STX IS

WHEN st0 => IF DATAIN = '1' THEN STX <= st1;END IF;

WHEN st1 => IF DATAIN = '0' THEN STX <= st2;END IF;

WHEN st2 => IF DATAIN = '1' THEN STX <= st3;END IF;

WHEN st3 => IF DATAIN = '0' THEN STX <= st4;END IF;

WHEN st4 => IF DATAIN = '1' THEN STX <= st0;END IF;

WHEN OTHERS => STX <= st0;

END CASE;

END IF;END PROCESS COMREG;COM1: PROCESS(STX,DATAIN)BEGIN

CASE STX IS

WHEN st0 => IF DATAIN = '1' THEN Q <= “10000”;

ELSE Q<=“01010”;END IF;

WHEN st1 => IF DATAIN = '0' THEN Q <= “10111”;

ELSE Q<=“10100”;END IF;

WHEN st2 => IF DATAIN = '1' THEN Q <= “10101”;

ELSE Q<=“10011”;END IF;

WHEN st3 => IF DATAIN = '0' THEN Q <= “11011”;

ELSE Q<=“01001”;END IF;

WHEN st4 => IF DATAIN = '1' THEN Q <= “11101”;

ELSE Q<=“01101”;END IF;

WHEN OTHERS => Q<=“00000”;

END CASE;END PROCESS COM1;END behav;狀態(tài)編碼

LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY AD574A IS

PORT(D : IN STD_LOGIC_VECTOR(11 DOWNTO 0);

CLK ,STATUS : IN STD_LOGIC;

OUT4 : OUT STD_LOGIC_VECTOR(3

END CASE;

OUT4 <= current_state(4 DOWNTO 1);END PROCESS COM1;

REG: PROCESS(CLK)

BEGIN

IF(CLK'EVENT AND CLK='1')THEN current_state <= next_state;

END IF;

END PROCESS REG;

LK <= current_state(1);

LATCH1 : PROCESS(LK)

BEGIN

IF LK='1' AND LK'EVENT THEN

REGL <= D;

END IF;

END PROCESS;

Q <= REGL;

END behav;

9章

1、VHDL有那幾種基本的順序語句？ 賦值語句;流程控制語句;等待語句;子程序調(diào)用語句;返回語句;空操作語句。

2、什么叫順序語句，它的適用范圍是什么？

執(zhí)行順序與它們的書寫順序基本一致的語句叫順序語句，順序語句只能出現(xiàn)在進程和子程序中，子程序包括函數(shù)和過程。3、VHDL并行語句幾種？ 并行信號賦值語句;進程語句;塊語句;條件信號賦值語句;元件例化語句;生成語句;并行過程調(diào)用語句。

4、什么叫并行語句？ 在結(jié)構(gòu)體的執(zhí)行是同步進行的，或者說是并行運行的，其執(zhí)行方式與書寫的順序無關(guān)。

5、VHDL中具有屬性的項目： 類型、子類型、過程、函數(shù)、信號、變量、常量、實體、結(jié)構(gòu)體、配置、程序包、元件和語句標(biāo)號等。

6、綜合器支持的屬性有： LEFT、RIGHT、HIGH、LOW、RANGE、REVERS RANGE、LENGTH、EVENT及STABLE。

端口模式：IN單向只讀

OUT單向輸出

INOUT輸入輸出雙向

BUFFER內(nèi)部回讀輸出信號，反饋 數(shù)據(jù)類型：INTEGER整數(shù)數(shù)據(jù)

BOOLEAN布爾數(shù)據(jù)

STD_LOGIC標(biāo)準(zhǔn)邏輯位數(shù)據(jù)

BIT位數(shù)據(jù) 邏輯操作符：AND與

OR或

NAND與非

NOR或非

XOR異或

XNOR同或

NOT非 數(shù)據(jù)對象：SIGNAL信號

VARIABLE變量

CONSTANT常量

7、for_loop語句實現(xiàn)一個16位的串行并出移位寄存器

Library IEEE;Use IEEE.std_logic_1164.all;Use IEEE.std_logic_unsigned.all;Use IEEE.std_logic_arith.all;Entity chuan_bing is port(load : in std_logic;

d_in : in std_logic;

d_out:buffer std_logic_vector(15 downto 0);clk :in std_logic);

end chuan_bing;architecture arch of chuan_bing is signal l: std_logic_vector(15 downto 0);

begin process(clk)begin

if(clk'event and clk='1')then

l(0)<=d_in;

if(load='0')then

for i in 14 downto 0 loop

l(i+1)<=l(i);

end loop;

else

d_out<=l;

end if;end if;end process;end arch;

第二篇：EDA期末復(fù)習(xí)總結(jié)1

面向FPGA的開發(fā)流程

綜合：由高層次描述自動轉(zhuǎn)換為低層次描述的過程。是EDA技術(shù)的核心。

綜合器：能夠自動將一種設(shè)計表示形式向另一種設(shè)計表示形式轉(zhuǎn)換的計算機程序。Xilinx公司推出FPGA；Altera公司推出EPLD，Lattice公司提出CPLD和ISP。

VHDL程序的基本結(jié)構(gòu)：庫、程序包，實體，結(jié)構(gòu)體，進程，配置。VHDL的本質(zhì)：并行語句。

不完整IF語句形成時序邏輯電路，完整IF語句形成組合邏輯電路。

常用邏輯門符號與現(xiàn)有國標(biāo)符號的對照：

第三章VHDL的基礎(chǔ)

3.1 VHDL基本語法

實體：描述器件的端口構(gòu)成及信號端口的基本性質(zhì)。表達式：entity e_name is port(p_name：port_m data_type；

??

p_namei：port_mi data_type)； end entity e_name；

結(jié)構(gòu)體：描述電路器件的內(nèi)部邏輯功能和電路結(jié)構(gòu)。

表達式：architecture arch_name of e_name is [說明語句] ??定義或說明數(shù)據(jù)對象、數(shù)據(jù)類型、元件調(diào)用聲明 begin（功能表述語句）end architecture arch_name;

一個可綜合的、完整的VHDL程序結(jié)構(gòu)必須包含實體和結(jié)構(gòu)體兩個最基本的語言結(jié)構(gòu)。把一個完整的可綜合的VHDL程序設(shè)計稱為設(shè)計實體，而其程序代碼常被稱為VHDL的RTL描述。

4種端口模式:IN，OUT，INOUT，BUFFER。

4種數(shù)據(jù)類型：integer（整數(shù)），boolean（邏輯），std_logic，bit。bit的取值范圍是‘1’和‘0’，可以參與邏輯運算或算術(shù)運算，其結(jié)果仍是位的數(shù)據(jù)類型。

賦值符號“<=”：

例如y<=a，表示輸入端口a的數(shù)據(jù)向輸出端口y傳輸，或信號a向信號y賦值。賦值操作并非立即發(fā)生，而要經(jīng)歷一個模擬器的最小分辨時間δ，δ可以看作實際電路存在的固有延時量?！?=”兩邊的信號的數(shù)據(jù)類型必須一致。

數(shù)據(jù)比較符號“=”：

例如s=‘0’，“=”沒有賦值的含義，只是一種數(shù)據(jù)比較符號。S=‘0’輸出結(jié)果的數(shù)據(jù)類型是布爾數(shù)據(jù)類型BOOLEAN，BOOLEAN數(shù)據(jù)類型取值是TRUE（真）和FALSE（偽），VHDL仿真器和綜合器分別用‘1’和‘0’表達TRUE和FALSE，布爾數(shù)據(jù)不是數(shù)值，只能用于邏輯操作或條件判斷。

7種邏輯操作符：and與、or或、not非、nand與非、nor或非、xor異或、xnor同或。

邏輯操作符所要求的操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型有3種，即bit、boolean和std_logic。

條件語句：用IF_THEN_ELSE表示VHDL順序語句。

IF語句表達式：if 條件句 then 順序語句 else 順序語句 end if

WHEN_ELSE 條件信號賦值語句：一種并行賦值語句

表達式：賦值目標(biāo)<=表達式 WHEN 賦值條件 ELSE 例：z<= a when p1=’1’ else

表達式 WHEN 賦值條件 ELSE b when p2=’1’ else

? c；

表達式； 條件信號賦值語句的第一句具有最高賦值優(yōu)先。

進程語句：由Process引導(dǎo)的語句： 表達式：Process（a，b，s）

在VHDL中，所有合法的順序語句都必須放入進程語句中。在結(jié)構(gòu)體中，可以有很多進程語句，所有的進程語句都是并行語句，而由任一進程Process引導(dǎo)的語句結(jié)構(gòu)屬于順序語句。進程語句定義的是變量。描述數(shù)字電路時，推薦使用Process語句。

文件取名和存盤

文件名可以由設(shè)計者任意給定，但文件后綴擴展名必須是“.vhd”，建議程序的文件名盡可能與該程序的實體名一致，文件名原則上不分大小寫，但推薦用小寫。

3.2 時序電路描述

VHDL主要通過對時序器件功能和邏輯行為的描述，而非結(jié)構(gòu)上的描述使得計算機綜合出符合要求的時序電路。

標(biāo)準(zhǔn)邏輯位數(shù)據(jù)類型STD_LOGIC：

STD_LOGIC定義：TYPE STD_LOGIC IS（‘U’，‘X’，‘0’，‘1’，‘Z’，‘W’，‘L’，‘H’，‘-’）

使用庫和程序包的一般定義表達式： LIBRARY <設(shè)計庫名>；

USE <設(shè)計庫名>.<程序包名>.ALL；

信號定義：signal q1:std_logic 數(shù)據(jù)對象：信號（signal）、變量（variable）、常量（constant）

信號屬性函數(shù)：EVENT。所謂信號屬性函數(shù)是用來獲得信號行為信息的函數(shù)。測定信號的跳變情況：<信號名>’EVENT 上升沿檢測表式為：<信號名>’EVENT AND <信號名>=’1’ 時鐘上升沿檢測表式為：clk’event and clk=‘1’ 確保clk的變化是一次上升沿的變化：

if clk'event and(clk='1')and(clk'last_value='0')if clk='1' and clk'last_value='0' 3.3

※CASE語句：

case語句屬于順序語句，因此必須放在進程語句中使用。

一般表達式：case <表達式> is when <選擇值或標(biāo)識符>=><順序語句>;?;<順序語句>;when <選擇值或標(biāo)識符>=><順序語句>;?;<順序語句>;?

when others=><順序語句>;--一般用null，表示不作任何操作。end case;

并置操作符&：表示將操作數(shù)或是數(shù)組合并起來形成新的數(shù)組。如abc<=a&b。

例化語句：

第一部分是對一個現(xiàn)成的設(shè)計實體定義為一個元件，語句的功能是對待調(diào)用的元件作出調(diào)用聲明，其表達式為：component 元件名

port（端口名表）；

end component 第二部分則是此元件與當(dāng)前設(shè)計實體中元件間及端口的連接說明，語句的表達式為：

例化名：元件名port map（[端口名=>]連接端口名，?）；

相關(guān)語法說明：

1、變量

variable cqi:std_logic_vector(3 downto 0);變量與信號的區(qū)別： 信號：全局量

用于architecture、package、entity中 賦值符號為<= 變量：局部量

用于process、function、procedure中 賦值符號為:=

2、省略賦值操作符（others=>x）

全加器的VHDL描述（書P55）

3.6 數(shù)據(jù)對象

數(shù)據(jù)對象: 常量（constant）：代表數(shù)字電路中電源、地和恒定的邏輯值。

常數(shù)定義語句：

變量（variable）：代表暫存某些值的載體，常用于描述算法。

變量定義語句：

信號（signal）：代表物理設(shè)計中的某硬件連接線，包括輸入輸出端口。

信號定義語句：

信號賦值語句：

變量與信號的差異（總結(jié)）： 1）賦值方式的不同：

變量：= 表達式；

信號 < = 表達式；

2）硬件實現(xiàn)的功能不同：

信號代表電路單元、功能模塊間的互聯(lián)，代表實際的硬件連線；

變量代表電路單元內(nèi)部的操作，代表暫存的臨時數(shù)據(jù)。

3）有效范圍的不同：

信號：程序包、實體、結(jié)構(gòu)體；全局量。

變量：進程、子程序；局部量。4）賦值行為的不同：

信號賦值延遲更新數(shù)值、時序電路；

變量賦值立即更新數(shù)值、組合電路。

3.7 IF語句概述

※IF語句：

3.8 進程語句歸納

Process語句結(jié)構(gòu)的一般表達格式如下：

[進程標(biāo)號：] process [（敏感信號參數(shù)表）] [is] [進程說明部分]（定義該進程所需的局部數(shù)據(jù)環(huán)境）begin 順序描述語句（描述該進程的行為）end process [進程標(biāo)號]；

第四章QuartusⅡ的使用

建立工作庫文件夾和編輯設(shè)計文件，創(chuàng)建工程，編譯前設(shè)置，全程編譯，時序仿真，應(yīng)用RTL電路圖觀察器，引腳鎖定，配置文件下載，編程配置器件，Signal TapⅡ?qū)崟r測試。（文本編輯，功能仿真，邏輯綜合，布局布線，時序仿真，編程下載）

第五章VHDL狀態(tài)機

用戶自定義數(shù)據(jù)類型是用類型定義語句TYPE和子類型定義語句SUBTYOPE實現(xiàn)的

5.1 狀態(tài)機設(shè)計相關(guān)語句

TYPE類型定義語句：

VHDL中的枚舉數(shù)據(jù)類型是一種特殊的數(shù)據(jù)類型，它們是用文字符號來表示一組實際的二進制數(shù)。設(shè)計者在狀態(tài)機的設(shè)計中，為了利于閱讀、編譯和VHDL綜合器的優(yōu)化，往往將表征狀態(tài)的二進制數(shù)組用文字符號來代替，即所謂的狀態(tài)符號化。

枚舉類型也可以直接用數(shù)值來定義，但必須使用單引號。枚舉數(shù)據(jù)，在綜合過程中，都將轉(zhuǎn)化為二進制代碼。編碼順序是默認(rèn)的。編碼數(shù)值：一般將第一個枚舉量編碼為‘0’或“0000”，以后依次加1。編碼的位矢量長度根據(jù)實際情況決定。

子類型subtype是由type所定義的原數(shù)據(jù)類型的一個子集，它滿足原數(shù)據(jù)類型的所有約束條件，原數(shù)據(jù)類型稱為基本數(shù)據(jù)類型。子類型并沒有定義新的數(shù)據(jù)類型。

子類型subtype的語句格式：

5.1.3

狀態(tài)機的結(jié)構(gòu)

最一般最常用的狀態(tài)機通常包括：說明部分，主控時序進程，主控組合進程，輔助進程。

現(xiàn)態(tài)信號current_state，次態(tài)信號next_state。

真值表：

5.2 Moore狀態(tài)機設(shè)計

從狀態(tài)機的信號輸出方式上分，有Moore型和Mealy型兩類狀態(tài)機。

Moore型狀態(tài)機的輸出僅為當(dāng)前狀態(tài)的函數(shù)，這類狀態(tài)機在輸入發(fā)生變化時還必須等待時鐘的到來，時鐘使?fàn)顟B(tài)變化時才導(dǎo)致輸出的變化，所以比Mealy機要多等待一個時鐘周期。

Mealy型狀態(tài)機的輸出是當(dāng)前狀態(tài)和所有輸入信號的函數(shù)，它的輸出是在輸入變化后立即發(fā)生的，不依賴時鐘的同步。

從輸出時序上看，Moore屬于同步輸出狀態(tài)機，而Mealy屬于異步輸出狀態(tài)機。

摩爾（Moore）型狀態(tài)機的輸出僅與當(dāng)前狀態(tài)有關(guān)：

異步復(fù)位：目的在加電時建立一個初始狀態(tài)，并避免非法狀態(tài)；

摩爾（Moore）型狀態(tài)機真值表：

多進程Moore狀態(tài)機的輸出信號是由組合電路發(fā)出的，所以在一些特定情況下難免出現(xiàn)毛刺現(xiàn)象。如果這些輸出信號用作時鐘信號，極易產(chǎn)生錯誤的操作，需盡力避免。單進程Moore狀態(tài)機較容易構(gòu)成能避免出現(xiàn)毛刺現(xiàn)象的狀態(tài)機。

5.3 Mealy 狀態(tài)機

Mealy狀態(tài)機的輸出不僅是當(dāng)前狀態(tài)的函數(shù)，也是輸入信號的函數(shù)。

Mealy 狀態(tài)機真值表：

第七章VHDL語句

7.1 VHDL順序語句（Sequential）

硬件執(zhí)行：并行執(zhí)行（VHDL本質(zhì)）仿真執(zhí)行：順序執(zhí)行、并行執(zhí)行

分為兩大類：順序（Sequential）描述語句、并行（Concurrent）描述語句

順序語句只能用在進程與子程序中。可描述組合邏輯、時序邏輯。常用的順序描述語句：賦值語句； if語句；case語句；loop語句； next語句；exit語句；子程序調(diào)用語句； return語句；wait語句；null語句。

7.1.4 LOOP語句

LOOP語句就是循環(huán)語句，它可以使所包含的一組順序語句被循環(huán)執(zhí)行，其執(zhí)行次數(shù)可由設(shè)定的循環(huán)參數(shù)決定。

LOOP語句的常用表達方式有兩種。

（1）單個LOOP語句，其語法格式如下：

[LOOP標(biāo)號：] LOOP

順序語句

END LOOP [LOOP標(biāo)號：]；

該語句形式的循環(huán)方式需引入其它控制語句（如EXIT語句）才能確定。

（2）FOR_LOOP語句，其語法格式如下：

[LOOP標(biāo)號：] FOR 循環(huán)變量，IN 循環(huán)次數(shù)范圍 LOOP 順序語句

END LOOP [LOOP標(biāo)號：];

7.1.5 NEXT 語句

NEXT語句主要用在LOOP語句執(zhí)行中進 行有條件的或無條件的轉(zhuǎn)向控制，它的語句格式有3種。

（1）第一種語句格式：NEXT；

當(dāng)LOOP內(nèi)的順序語句執(zhí)行到NEXT語句時，即刻無條件終止當(dāng)前的循環(huán)，跳回到本次循環(huán)LOOP語句處，開始下一次循環(huán)。

（2）第二種語句格式：NEXT LOOP標(biāo)號；

在當(dāng)有多重LOOP語句嵌套時，可以跳轉(zhuǎn)到指定標(biāo)號的LOOP語句處，重新開始執(zhí)行循環(huán)操作。

（3）第三種語句格式：NEXT LOOP標(biāo)號 WHEN 條件表達式 ；

分句“WHEN 條件表達式”是執(zhí)行NEXT語句的條件，如果條件表達式的值為TRUE，則執(zhí)行NEXT語句，進入跳轉(zhuǎn)操作，否則繼續(xù)向下執(zhí)行。但當(dāng)只有單層LOOP循環(huán)語句時，關(guān)鍵詞NEXT和WHEN之間的“LOOP標(biāo)號”可以省去。

7.1.6 EXIT語句

EXIT 語句為LOOP語句的內(nèi)部循環(huán)控制語句，將結(jié)束循環(huán)狀態(tài)。

EXIT；--第一種語句格式 EXIT LOOP標(biāo)號；--第二種語句格式

EXIT LOOP標(biāo)號 WHEN 條件表達式 ；--第三種語句格式

NEXT語句與EXIT語句的格式與操作功能非常相似，區(qū)別是： NEXT語句是跳向LOOP語句的起始點，而EXIT語句則是跳向LOOP語句的終點。

7.1.7 WAIT語句

在進程中，當(dāng)執(zhí)行到WAIT（等待）語句時，運行程序?qū)⒈粧炱?，直到滿足此語句設(shè)置的結(jié)束掛起條件之后，才重新開始執(zhí)行進程中的程序。

wait--無限等待

wait on 信號表--敏感信號等待語句 wait until 條件表達式--條件滿足（可綜合）wait for 時間表達式--時間到，超時等待語句

1、wait on 語句

格式：wait on 信號[，信號]；

2、wait until 語句（可綜合）

格式：wait until 表達式；

當(dāng)表達式的值為“真”時，進程被啟動，否則進程被掛起。

三種表達方式：

wait until 信號 = value;wait until 信號’event and 信號 = value;wait until not(信號’stable)and 信號 = value;時鐘信號 clk 的上升沿的描述：

wait until clk = ‘1’;

wait until rising_edge(clk);wait until clk’event and clk = ‘1’;

wait until not(clk’stable)and clk = ‘1’;

7.1.9

return 語句

return 語句只能用于子程序中，并用來終止一個子程序的執(zhí)行。

格式：return [表達式]；

分為：1）return ；

用于過程，只是結(jié)束過程，不返回任何值。2）return 表達式；

用于函數(shù)，并且必須返回一個值。

7.1.9

空操作語句

空操作語句不完成任何操作，它唯一的功能就是使邏輯運行流程跨入下一步語句的執(zhí)行。NULL常用于CASE語句中,為滿足所有可能的條件，利用NULL來表示剩余條件下的操作行為。

格式： NULL；

7.2

并行語句（Concurrent Statements）

結(jié)構(gòu)體中可綜合的并行描述語句有：

并行信號賦值語句，條件信號賦值語句，選擇信號賦值語句，進程語句，塊語句，元件例化語句，生成語句，參數(shù)傳遞映射語句，過程調(diào)用語句，端口說明語句。

使用格式： ARCHITECTURE 結(jié)構(gòu)體名 OF 實體名 IS 說明語句

BEGIN 并行語句

END ARCHITECTURE 結(jié)構(gòu)體名

名詞解釋

EDA--------電子設(shè)計自動化（Electronic Design Automation）VHDL------超高速集成電路硬件描述語言

(Very-High-Speed Integrated Circuit HardwareDescription Language)CPLD------復(fù)雜可編程邏輯器件(Complex Programmable Logic Device)EPLD--------電可編程邏輯器件（Electrically Programmable Logic Device）FPGA------現(xiàn)場可編程門陣列（Field－Programmable Gate Array）

ASIC-------專用集成電路(Application Specific Integrated Circuit)LUT---------顯示查找表（Look-Up-Table)ISP----------在系統(tǒng)可編程技術(shù)（In_System Programmability Programming）

第三篇：EDA(解答題)EDA期末總結(jié)8

1章

ENTITY AD574 IS STD_LOGIC;并行信號賦值語句;進程語句;塊語句;條件信號賦值語句;元件例化語

PORT(D :IN STD_LOGIC_VECTOR(11

Q : OUT

1、常用的硬件描述語言有VHDL、Verilog、ABEL 句;生成語句;并行過程調(diào)用語句。DOWNTO 0);

STD_LOGIC_VECTOR(4 DOWNTO 0));

2、VHDL自頂向下的設(shè)計流程：

4、什么叫并行語句？

CLK ,STATUS : IN STD_LOGIC;--狀END MEALY1;1．設(shè)計說明書2．建立VHDL行為模型3．VHDL行為仿真4．VHDL-RTL在結(jié)構(gòu)體的執(zhí)行是同步進行的，或者說是并行運行的，其執(zhí)行方式

ARCHITECTURE behav OF MEALY1 IS 態(tài)機時鐘CLK，AD574狀態(tài)信號STATUS 級建模 與書寫的順序無關(guān)。

TYPE states IS(st0, st1, st2, st3,st4);

LOCK0

: OUT STD_LOGIC;5．前端功能仿真6．邏輯綜合7．測試向量生成8．功能仿真9．結(jié)

5、VHDL中具有屬性的項目：

SIGNAL STX : states;

--內(nèi)部鎖存信號LOCK的測試信號 構(gòu)綜合10．門級時序仿真11．硬件測試12．設(shè)計完成 類型、子類型、過程、函數(shù)、信號、變量、常量、實體、結(jié)構(gòu)體、BEGIN

CS,A0,RC,K12X8 : OUT STD_LOGIC;2章 配置、程序包、元件和語句標(biāo)號等。

COMREG : PROCESS(CLK,RESET)--AD574控制信號

BEGIN--決定轉(zhuǎn)換狀態(tài)的進程 1.一般ASIC設(shè)計的流程：

6、綜合器支持的屬性有：

Q : OUT STD_LOGIC_VECTOR(11

IF RESET ='1' THEN 系統(tǒng)規(guī)格說明：系統(tǒng)劃分：邏輯設(shè)計與綜合：綜合后仿真：版圖設(shè)LEFT、RIGHT、HIGH、LOW、RANGE、REVERS RANGE、LENGTH、DOWNTO 0));--鎖存數(shù)據(jù)輸出

STX <= ST0;計：版圖驗證：參數(shù)提取與后仿真：制版、流片：芯片測試 EVENT及STABLE。END AD574;

ELSIF CLK'EVENT AND CLK = '1'

2、常用EDA工具： ARCHITECTURE behav OF AD574 IS

THEN 設(shè)計輸入編輯器：HDL綜合器：仿真器：適配器(或布局布線器)：TYPE states IS(st0, st1, st2, st3,st4);

CASE STX IS

SIGNAL current_state, next_state: 下載器

WHEN st0 => IF DATAIN = '1' states :=st0;

3、IP核：軟IP硬IP固IP THEN STX <= st1;END IF;

SIGNAL REGL : 3章

WHEN st1 => IF DATAIN = '0' STD_LOGIC_VECTOR(11 DOWNTO 0);

1、CPLD和FPGA的主要區(qū)別： THEN STX <= st2;END IF;

SIGNAL LOCK : STD_LOGIC;

WHEN st2 => IF DATAIN = '1' 結(jié)構(gòu)上的不同：集成度的不同:CPLD：500～50000門；FPGA：1K～10M門:應(yīng)用范圍不同：CPLD邏輯能力強而寄存器少（1K左右），適用于控制密集型系統(tǒng)；FPGA邏輯能力較弱但寄存器多（100多K），適用于數(shù)據(jù)密集型系統(tǒng)。使用方法不同

2、FPGA和CPLD的選用（1）CPLD的選用： 邏輯密集型：中小規(guī)模（1000～50000）：免費軟件支持；編程數(shù)據(jù)不丟失，電路簡單；ISP特性，編程加密；布線延遲固定，時序特性穩(wěn)定；（2）FPGA選用： 數(shù)據(jù)密集型；大規(guī)模設(shè)計（5000～數(shù)百萬門）；SOC設(shè)計：ASIC的設(shè)計仿真：布線靈活，但時序特性不穩(wěn)定；需用專用的ROM進行數(shù)據(jù)配置 4章

1、EDA綜合工具提供的數(shù)據(jù)類型為布爾型（Boolean）、位型（Bit）、位矢量型（Bit-Vector）和整數(shù)型（Interger）。

2、VHDL語言描述結(jié)構(gòu)體功能有3種方法：行為描述法:數(shù)據(jù)流描述法;結(jié)構(gòu)描述法

3、VHDL的庫：STD庫和WORK庫：IEEE庫

4、clock’EVENT and clock=‘1檢測上升沿；clock’EVENT and clock=‘0’檢測下降沿。

5、簡述實體、端口概念，端口種類及INPUT與BUFFER的異同。以關(guān)鍵詞ENTITY引導(dǎo)，END ENTITY....結(jié)束的語句部分成為實體。端口種類4種：IN、OUT、INOUT、BUFFER。INOUT定義的通道確定為輸入輸出雙向端口；、BUFFER在需要輸入數(shù)據(jù)是時，只允許內(nèi)不回讀輸出的信號。

6、結(jié)構(gòu)體 以關(guān)鍵詞ARCHITECTURE引導(dǎo)，END 結(jié)束的語句部分成為結(jié)構(gòu)體。

7、端口： INOUT定義的通道為輸入輸出雙向端口，可以由外向內(nèi)或由內(nèi)向外傳輸數(shù)據(jù)，而BUFFER定義的通道雖然也是輸入輸出端口，但它回讀的信號不能從外部輸入，而是由內(nèi)部產(chǎn)生，向外輸出的信號。IN定義的通道為單向只讀模式，規(guī)定數(shù)據(jù)只能通過此端口被讀入實體中 OUT定義的通道為單向輸出模式，規(guī)定數(shù)據(jù)只能通過此端口從實體向外流出，或者說可以將實體中的數(shù)據(jù)向此端口賦值。INOUT定義的通道確定為輸入輸出雙向端口，可以由外向內(nèi)或由內(nèi)向外傳輸數(shù)據(jù)。6章

1、說明用原理圖輸入方法設(shè)計電路的詳細流程 1.為一項工程設(shè)計建立文件夾 2.輸入設(shè)計項目和存盤 3.將設(shè)計項目設(shè)置成工程文件 4.選擇目標(biāo)器件并編譯 5時序仿真和包裝入庫 6.設(shè)計頂層文件 7章

1、為什么要使用狀態(tài)機 有限狀態(tài)機克服了純硬件數(shù)字系統(tǒng)順序方式控制不靈活的缺點。狀態(tài)機的結(jié)構(gòu)模式相對簡單。狀態(tài)機容易構(gòu)成性能良好的同步時序邏輯模塊。狀態(tài)機的VHDL表述豐富多樣。在高速運算和控制方面，狀態(tài)機更有其巨大的優(yōu)勢。就可靠性而言，狀態(tài)機的優(yōu)勢也是十分明顯的。

2、時序進程將次態(tài)信號送到現(xiàn)態(tài)信號

3、Moore型輸出僅與當(dāng)前狀態(tài)有關(guān)，Mealy型輸出是當(dāng)前狀態(tài)與所有輸入信號

FSM:s_machine current_state clkPROCESSPROCESSREGCOMreset next_statecomb_outputsstate_inputs

LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY s_machine IS

PORT(clk,reset

: IN STD_LOGIC;

state_inputs : IN STD_LOGIC_VECTOR(0 TO 1);

comb_outputs : OUT INTEGER RANGE 0 TO 15);END s_machine;ARCHITECTURE behv OF s_machine IS

TYPE FSM_ST IS(s0, s1, s2, s3);

SIGNAL current_state, next_state: FSM_ST;BEGIN REG: PROCESS(reset,clk)

BEGIN

IF reset = '1' THEN

current_state <= s0;

ELSIF clk='1' AND clk'EVENT THEN

current_state <= next_state;

END IF;

END PROCESS;

COM:PROCESS(current_state, state_Inputs)BEGIN

CASE current_state IS

WHEN s0 => comb_outputs<= 5;

IF state_inputs = “00” THEN next_state<=s0;

ELSE next_state<=s1;

END IF;

WHEN s1 => comb_outputs<= 8;

IF state_inputs = “00” THEN next_state<=s1;

ELSE next_state<=s2;

END IF;

WHEN s2 =>

comb_outputs<= 12;

IF state_inputs = “11” THEN next_state <= s0;

ELSE next_state <= s3;

END IF;

WHEN s3 => comb_outputs <= 14;

IF state_inputs = “11” THEN next_state <= s3;

ELSE next_state <= s0;

END IF;

END case;

END PROCESS;

END behv;

3、三進程有限狀態(tài)機 LIBRARY IEEE;

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;BEGIN

K12X8 <= '1';

LOCK0 <= LOCK;

COM1: PROCESS(current_state,STATUS)--決定轉(zhuǎn)換狀態(tài)的進程 BEGIN

CASE current_state IS

WHEN st0 => next_state <= st1;

WHEN st1 => next_state <= st2;

WHEN st2 => IF(STATUS='1')THEN next_state <= st2;

ELSE

next_state <= st3;

END IF;

WHEN st3=>

next_state <= st4;

WHEN st4=>

next_state <= st0;

WHEN OTHERS => next_state <= st0;

END CASE;

END PROCESS COM1;COM2: PROCESS(current_state)--輸出控制信號的進程

BEGIN

CASE current_state IS

WHEN st0=> CS<='1';A0<='1';RC<='1';LOCK<='0';--初始化

WHEN st1=> CS<='0';A0<='0';RC<='0';LOCK<='0';--啟動12位轉(zhuǎn)換

WHEN st2=> CS<='0';A0<='0';RC<='0';LOCK<='0';--等待轉(zhuǎn)換 WHEN st3=> CS<='0';A0<='0';RC<='1';LOCK<='0';--12位并行輸出有效

WHEN st4=> CS<='0';A0<='0';RC<='1';LOCK<='1';--鎖存數(shù)據(jù)

WHEN OTHERS=>CS<='1';A0<='1';RC<='1';LOCK<='0';--其它情況返回初始態(tài)

END CASE;

END PROCESS COM2;

REG: PROCESS(CLK)--時序進程

BEGIN

IF(CLK'EVENT AND CLK='1')THEN current_state <= next_state;

END IF;

END PROCESS REG;

LATCH1 : PROCESS(LOCK)--數(shù)據(jù)鎖存器進程

BEGIN

IF LOCK='1' AND LOCK'EVENT THEN

REGL <= D;

END IF;

END PROCESS;

Q <= REGL;END behav;

5、單進程有限狀態(tài)機 LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY MOORE1 IS

PORT(DATAIN :IN STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0);

CLK,RST : IN STD_LOGIC;

Q : OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0));END MOORE1;ARCHITECTURE behav OF MOORE1 IS

TYPE ST_TYPE IS(ST0, ST1, ST2, ST3,ST4);

SIGNAL C_ST : ST_TYPE;

BEGIN

PROCESS(CLK,RST)

BEGIN

IF RST ='1' THEN C_ST <= ST0;Q<= “0000”;

ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' THEN

CASE C_ST IS

WHEN ST0 => IF DATAIN =“10” THEN C_ST <= ST1;

ELSE C_ST <= ST0;END IF;

Q <= “1001”;

WHEN ST1 => IF DATAIN =“11” THEN C_ST <= ST2;

ELSE C_ST <= ST1;END IF;

Q <= “0101”;

WHEN ST2 => IF DATAIN =“01” THEN C_ST <= ST3;

ELSE C_ST <= ST0;END IF;

Q <= “1100”;

WHEN ST3 => IF DATAIN =“00” THEN C_ST <= ST4;

ELSE C_ST <= ST2;END IF;

Q <= “0010”;

WHEN ST4 => IF DATAIN =“11” THEN C_ST <= ST0;

ELSE C_ST <= ST3;END IF;

Q <= “1001”;

WHEN OTHERS => C_ST <= ST0;

END CASE;

END IF;

END PROCESS;END behav;

6、Mealy型有限狀態(tài)機的設(shè)計

LIBRARY IEEE;

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY MEALY1 IS PORT(CLK ,DATAIN,RESET : IN THEN STX <= st3;END IF;

WHEN st3=> IF DATAIN = '0' THEN STX <= st4;END IF;

WHEN st4=> IF DATAIN = '1'

THEN STX <= st0;END IF;

WHEN OTHERS => STX <= st0;

END CASE;

END IF;

END PROCESS COMREG;COM1: PROCESS(STX,DATAIN)BEGIN--輸出控制信號的進程

CASE STX IS

WHEN st0 => IF DATAIN = '1' THEN

Q <= “10000”;

ELSE Q<=“01010”;

END IF;

WHEN st1 => IF DATAIN = '0' THEN Q <= “10111”;

ELSE Q<=“10100”;

END IF;

WHEN st2 => IF DATAIN = '1' THEN Q <= “10101”;

ELSE Q<=“10011”;

END IF;

WHEN st3=> IF DATAIN = '0' THEN Q <= “11011”;

ELSE Q<=“01001”;

END IF;

WHEN st4=> IF DATAIN = '1' THEN Q <= “11101”;

ELSE Q<=“01101”;

END IF;

WHEN OTHERS => Q<=“00000”;

END CASE;

END PROCESS COM1;

END behav;

7、狀態(tài)編碼

LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY AD574A IS

PORT（D : IN

STD_LOGIC_VECTOR(11 DOWNTO 0);

CLK ,STATUS : IN STD_LOGIC;

OUT4 : OUT

STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);

Q : OUT STD_LOGIC_VECTOR(11 DOWNTO 0));END AD574A;ARCHITECTURE behav OF AD574A IS SIGNAL current_state, next_state: STD_LOGIC_VECTOR(4 DOWNTO 0);

CONSTANT st0 : STD_LOGIC_VECTOR(4 DOWNTO 0):= “11100”;

CONSTANT st1 : STD_LOGIC_VECTOR(4 DOWNTO 0):= “00001”;

CONSTANT st2 : STD_LOGIC_VECTOR(4 DOWNTO 0):= “00000”;

CONSTANT st3 : STD_LOGIC_VECTOR(4 DOWNTO 0):= “00100”;

CONSTANT st4 : STD_LOGIC_VECTOR(4 DOWNTO 0):= “00110”;

SIGNAL REGL

: STD_LOGIC_VECTOR(11 DOWNTO 0);

SIGNAL LK

: STD_LOGIC;

BEGIN

COM1: PROCESS(current_state,STATUS)

--決定轉(zhuǎn)換狀態(tài)的進程 BEGIN

CASE current_state IS

WHEN st0 => next_state <= st1;

WHEN st1 => next_state <= st2;

WHEN st2 => IF(STATUS='1')THEN next_state <= st2;

ELSE

next_state <= st3;

END IF;

WHEN st3=> next_state <= st4;

WHEN st4=> next_state <= st0;

WHEN OTHERS => next_state <= st0;

END CASE;

OUT4 <= current_state(4 DOWNTO 1);END PROCESS COM1;

REG: PROCESS(CLK)--時序進程

BEGIN

IF(CLK'EVENT AND CLK='1')THEN

current_state <= next_state;

END IF;

END PROCESS REG;

LK <= current_state(1);

LATCH1 : PROCESS(LK)--數(shù)據(jù)鎖存器進程

BEGIN

IF LK='1' AND LK'EVENT THEN

REGL <= D;

END IF;

END PROCESS;

Q <= REGL;

END behav;9章

1、VHDL有那幾種基本的順序語句？ 賦值語句;流程控制語句;等待語句;子程序調(diào)用語句;返回語句;空操作語句。

2、什么叫順序語句，它的適用范圍是什么？ 執(zhí)行順序與它們的書寫順序基本一致的語句叫順序語句，順序語句只能出現(xiàn)在進程和子程序中，子程序包括函數(shù)和過程。3、VHDL并行語句幾種？

第四篇：EDA總結(jié)

一、有關(guān)概念

1.ASIC全稱：專用集成電路； 2.FPGA：現(xiàn)場可編程門陣列 3.CPLD：復(fù)雜可編程邏輯器件； 4.VHDL全稱：硬件描述語言； 5.全定制； 6.半定制；

7.IP核；IP就是知識產(chǎn)權(quán)核或知識產(chǎn)權(quán)模塊的意思

8.綜合（器）；綜合就是將電路的高級語言（如行為描述）轉(zhuǎn)換為低級的，可與FPGA/CPLD的基本結(jié)構(gòu)相映射的網(wǎng)表文件或程序。

9.適配（器）；適配器也稱結(jié)構(gòu)綜合器，它的功能是將綜合器產(chǎn)生的網(wǎng)表文件配置于指定的目標(biāo)器件中，使之產(chǎn)生最終的下載文件。

10.功能仿真；是直接對VHDL、原理圖描述或其他描述形式的邏輯功能進行測試模擬，以了解其實現(xiàn)的功能是否滿足原設(shè)計的要求

11.時序仿真；就是接近真實器件運行特性的仿真，仿真文件中已包含了器件硬件特性參數(shù)，因而，仿真精度高。

12.編程下載；把適配后生成的下載或配置文件，通過編程器或編程電纜向FPGA或CPLD下載，以便進行硬件測試和驗證 13.PROM；可編程只讀存儲器 14.PLA；可編程邏輯陣列 15.PAL；可編程陣列邏輯 16.查找表； 17.乘積項；

18.實體；VHDL實體作為一個設(shè)計實體（獨立的電路功能結(jié)構(gòu)）的組成部分，其功能是對這個設(shè)計實體與外部電路進行接口描述。

19.結(jié)構(gòu)體；結(jié)構(gòu)體是實體所定義實體中的一個組成部分。結(jié)構(gòu)體描述設(shè)計實體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部設(shè)計實體端口間的邏輯關(guān)系。

20.元件例化；元件例化意味著在當(dāng)前結(jié)構(gòu)體內(nèi)定義了一個新的設(shè)計層次，這個設(shè)計層次的總稱叫元件，但它可以以不同的形式出現(xiàn)。？？ 21.時鐘進程； 22.三態(tài)； 23.線與； 24.數(shù)據(jù)對象；

25.變量；變量是一個局部量，只能在進程和子程序中使用，變量的賦值是立即發(fā)生的，不存在任何延時行為。

26.信號；信號是硬件系統(tǒng)的基本數(shù)據(jù)對象，它的性質(zhì)類似于連接線。信號可以作為設(shè)計實體中并行語句模塊間的信息交流通道

27.Moore型狀態(tài)機；異步輸出狀態(tài)機，輸出僅為當(dāng)前狀態(tài)的函數(shù)，在輸入發(fā)生變化時還必須等待時鐘的到來。

28.Mealy型狀態(tài)機；同步輸出狀態(tài)機，輸出是當(dāng)前狀態(tài)和所有輸入信號的函數(shù)，它的輸出是在輸入變化后立即發(fā)生的。不依賴于時鐘的同步。

注意：

1.<= 對信號SIGNAL的賦值 := 是對變量variable的賦值

2.程序的實體名必須和文件名一致，例1中二輸入與門的文件名必須為yumen

一、有關(guān)概念

ASIC全稱；FPGA和CPLD全稱；VHDL全稱；全定制；半定制； IP核；綜合（器）；適配（器）；功能仿真；時序仿真；編程下載；PROM；PLA；PAL；查找表；乘積項；實體；結(jié)構(gòu)體；元件例化；時鐘進程；三態(tài)；線與； 數(shù)據(jù)對象；變量；信號； Moore型狀態(tài)機；Mealy型狀態(tài)機。

二、程序分析及設(shè)計

1、二輸入與門的VHDL語言設(shè)計。LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY yumen IS

PORT(a, b : IN BIT;

y : OUT BIT);END ENTITY yumen;ARCHITECTURE one OF yumen IS BEGIN y <= a AND b;END ARCHITECTURE one;

2、帶有異步復(fù)位和同步時鐘使能的6進制計數(shù)器VHDL語言設(shè)計。

LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY jinzhi IS PORT(CLK,RST,EN : IN STD_LOGIC;CQ : OUT STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);COUT : OUT STD_LOGIC);END jinzhi;ARCHITECTURE behav OF jinzhi IS BEGIN PROCESS(CLK, RST, EN)VARIABLE CQI : STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);BEGIN IF RST = '1' THEN CQI :=(OTHERS =>'0');--計數(shù)器復(fù)位 ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' THEN--檢測時鐘上升沿 IF EN = '1' THEN--檢測是否允許計數(shù) IF CQI < 5 THEN CQI := CQI + 1;--允許計數(shù)

ELSE CQI :=(OTHERS =>'0');--大于5，計數(shù)值清零 END IF;END IF;END IF;IF CQI = 5 THEN COUT <= '1';--計數(shù)大于5，輸出進位信號 ELSE COUT <= '0';END IF;CQ <= CQI;--將計數(shù)值向端口輸出 end PROCESS;END behav;

3、用VHDL語言設(shè)計2選1數(shù)據(jù)選擇器。

LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY erxuanyi IS PORT(a, b, s: IN BIT;y : OUT BIT);END erxuanyi;ARCHITECTURE one OF erxuanyi IS BEGIN PROCESS(a,b,s)BEGIN IF s = '0' THEN y <= a;ELSE y <= b;END IF;END PROCESS;END;

4、邊沿型T、D觸發(fā)器VHDL語言設(shè)計。--D觸發(fā)器

LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY DFF IS PORT(CLK : IN STD_LOGIC;D : IN STD_LOGIC;Q : OUT STD_LOGIC);END;ARCHITECTURE bhv OF DFF IS SIGNAL Q1 : STD_LOGIC;BEGIN PROCESS(CLK)BEGIN IF CLK'EVENT AND CLK = '1' THEN Q1 <= D;END IF;END PROCESS;Q <= Q1;END bhv;

--T觸發(fā)器

有clk且為1的時候，T與當(dāng)前狀態(tài)異或

LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY tff IS PORT(CLK : IN STD_LOGIC;T : IN STD_LOGIC;Q : OUT STD_LOGIC);END;ARCHITECTURE bhv OF tff IS SIGNAL Q1 : STD_LOGIC;BEGIN PROCESS(CLK)BEGIN IF CLK'EVENT AND CLK = '1' THEN Q1 <= Q1 XOR T;END IF;END PROCESS;Q <= Q1;END bhv;

5、帶并行置數(shù)的8位右移移位寄存器VHDL語言設(shè)計。

library ieee;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY SHFRT IS PORT(CLK,LOAD: IN STD_LOGIC;

DIN: IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);

QB:OUT STD_LOGIC);END SHFRT;

ARCHITECTURE BEHAV OF SHFRT IS BEGIN PROCESS(CLK,LOAD)

VARIABLE REG8: STD_LOGIC_VECTOR(7 TO 0);BEGIN

IF CLK'EVENT AND CLK='1' THEN

IF LOAD='1' THEN REG8:=DIN;

ELSE REG8(6 DOWNTO 0):=REG8(7 DOWNTO 1);

END IF;

END IF;

QB<=REG8(0);END PROCESS;END BEHAV;--說明：當(dāng)clk有上升沿，而且load為1的時候把din的值賦給REG8，如果clk有上升沿，而且load為0的時候把REG8的高7為賦給低7位（注意此時最高位不變）6、1位半加器VHDL語言設(shè)計。(布爾邏輯描述)LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY banjia IS PORT(a,b : IN STD_LOGIC;co,so : OUT STD_LOGIC);END ENTITY banjia;ARCHITECTURE fh1 OF banjia IS BEGIN so <= not(a xor(not b));co <= a and b;END ARCHITECTURE fh1;

7、用VHDL語言設(shè)計實現(xiàn)四選一數(shù)據(jù)選擇器。

LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY sixuan IS PORT(a, b, c , d: IN BIT;

s: IN STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0);y : OUT BIT);END sixuan;ARCHITECTURE one OF sixuan IS BEGIN PROCESS(a,b,c,d,s)BEGIN case s(1 DOWNTO 0)is when “00” => y <= a;when “01” => y <= b;when “10” => y <= c;when “11” => y <= d;when others => null;END case;END PROCESS;END;

8、用VHDL語言實現(xiàn)三態(tài)門設(shè)計。

LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY santai IS port(enable : IN STD_LOGIC;datain : IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);dataout : OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0));END santai;ARCHITECTURE bhv OF santai IS BEGIN PROCESS(enable,datain)BEGIN IF enable = '1' THEN dataout <= datain;ELSE dataout <=“ZZZZZZZZ”;END IF;END PROCESS;END bhv;

9、設(shè)有VHDL描述的半加器h_adder和或門or2，試通過層次化設(shè)計思想設(shè)計由半加器和或門構(gòu)成的一位二進制全加器的VHDL程序。全加器f_adder電路結(jié)構(gòu)組成圖如下所示。

半加器h_adder LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY h_adder IS PORT(a,b : IN STD_LOGIC;co,so : OUT STD_LOGIC);END ENTITY h_adder;ARCHITECTURE fh1 OF h_adder IS BEGIN so <=(a OR b)AND(a NAND b);co <= NOT(a NAND b);END ARCHITECTURE fh1;

或門 or2a LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY or2a IS PORT(a, b :IN STD_LOGIC;c : OUT STD_LOGIC);END ENTITY or2a;ARCHITECTURE one OF or2a IS BEGIN c <= a OR b;END ARCHITECTURE one;

元件例化adder library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity adder is port(ain,bin,cin:in std_logic;

cout,sum :out std_logic);end entity adder;architecture fd1 of adder is component h_adder

port(a,b:in std_logic;

co,so:out std_logic);end component;component or2a

port(a,b:in std_logic;

c:out std_logic);end component;signal d,e,f:std_logic;begin u1 : h_adder port map(a=>ain,b=>bin,co=>d,so=>e);u2 : h_adder port map(a=>e,b=>cin,co=>f,so=>sum);u3 : or2a port map(a=>d,b=>f,c=>cout);end architecture fd1;

第五篇：EDA期末考試題

附帶： 一．問答題

1信號賦值語句在什么情況下作為并行語句？在什么情況下作順序語句？信號賦值和變量賦值符號分別是什么？兩種賦值符號有什么區(qū)別？

? 信號賦值語句在進程外作并行語句，并發(fā)執(zhí)行，與語句所處的位置無關(guān)。信號賦值語句在進程內(nèi)或子程序內(nèi)做順序語句，按順序執(zhí)行，與語句所處的位置有關(guān)。

?

信號賦值符號為“<=”變量賦值用“:=”。信號賦值符號用于信號賦值動作，不立即生效。變量，賦值符號用于變量賦值動作，立即生效。

2進程的敏感信號表指的是什么？簡述敏感信號表在進程中的作用？

?

進程的“敏感信號表”也稱敏感表，是進程的激活條件，可由一個或多個信號組成，各信號間以“，”號分隔。當(dāng)敏感信號表中的任一個信號有事件發(fā)生，即發(fā)生任意變化，此時，進程被激活，進程中的語句將從上到下逐句執(zhí)行一遍，當(dāng)最后一條語句執(zhí)行完畢之后，進程即進入等待掛起狀態(tài)，直到下一次敏感表中的信號有事件發(fā)生，進程再次被激活，如此循環(huán)往復(fù)。

3什么是庫、程序包、子程序、過程調(diào)用和函數(shù)調(diào)用？

? 庫和程序包用來描述和保存元件、類型說明和子程序等，以便在其它設(shè)計中通過其目錄可查詢、調(diào)用。子程序由過程和函數(shù)組成。在子程序調(diào)用過程中，過程能返回多個變量，函數(shù)只能返回一個變量。若子程序調(diào)用的是一個過程，就稱為過程調(diào)用，若子程序調(diào)用的是一個函數(shù)，則稱為函數(shù)調(diào)用。過程調(diào)用、函數(shù)調(diào)用都是子程序調(diào)用。

二．改錯題

1.已知sel為STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0)類型的信號，而a、b、c、d、q均為STD_LOGIC類型的信號，請判斷下面給出的CASE語句程序片段：

? CASE sel IS ? WHEN“00”=>q<=a； ? WHEN“01”=>q<=b； ? WHEN“10”=>q<=c； ? WHEN“11”=>q<=d； ? END CASE； 2.? 答案：CASE語句缺“WHEN OTHERS”語句。

已知data_in1, data_in2為STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0)類型的輸入端口，data_out為 STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0)類型的輸出端口，add_sub為STD_LOGIC類型的輸入端口，請判斷下面給出的程序片段：

? LIBRARY IEEE；

? USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL； ? ENTITY add IS ? PORT（data_in1, data_in2：IN INTEGER； ? data_out：OUT INTEGER）； ? END add；

? ARCHTECTURE add_arch OF add IS ? CONSTANT a:INTEGER<=2； ? BEGIN ? data_out<=(data_in1+ data_in2)* a； ? END addsub_arch； 3.答案：常量聲明時賦初值的“<=”符號應(yīng)改用“:=”符號。已知Q為STD_LOGIC類型的輸出端口，請判斷下面的程序片段： ? ARCHITECTURE test_arch OF test IS ? BEGIN ? SIGNAL B：STD_LOGIC； ? Q<= B；

END test_arch 答案：信號SIGNAL的聲明語句應(yīng)該放在BEGIN語句之前。

4.已知A和Q均為BIT類型的信號，請判斷下面的程序片段： ? ARCHITECTURE archtest OF test IS ? BEGIN ? CASE A IS ? WHEN ‘0’=>Q<=‘1’； ? WHEN ‘1’=>Q<=‘0’； ? END CASE； ? END archtest；

答案：CASE語句應(yīng)該存在于進程PROCESS內(nèi)。

三．程序設(shè)計

1@4位二進制并行加法器的源程序ADDER4B.VHD LIBRARY IEEE；

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL；

USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL；

ENTITY ADDER4B IS--4位二進制并行加法器 PORT(CIN：IN STD_LOGIC；--低位進位

A： IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)；--4位加數(shù) B： IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)；--4位被加數(shù) S： OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)；--4位和 CONT： OUT STD_LOGIC)； END ADDER4B；

ARCHITECTURE ART OF ADDER4B IS SIGNAL SINT：STD_LOGIC_VECTOR(4 DOWNTO 0)； SIGNAL AA，BB： STD_LOGIC_VECTOR(4 DOWNTO 0)； BEGIN AA<='0'& A；--將4位加數(shù)矢量擴為5位，為進位提供空間 BB<='0'& B；--將4位被加數(shù)矢量擴為5位，為進位提供空間 SINT<=AA+BB+CIN ； S<=SINT(3 DOWNTO 0)； CONT<=SINT(4)； END ART；

2@ 8位二進制加法器的源程序ADDER8B.VHD LIBRARY IEEE；

USE IEEE_STD.LOGIC_1164.ALL； USE IEEE_STD.LOGIC_UNSIGNED.ALL： ENTITY ADDER8B IS--由4位二進制并行加法器級聯(lián)而成的8位二進制加法器 PORT(CIN：IN STD_LOGIC；

A：IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)； B：IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)； S：OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)； COUT：OUT STD_LOGIC)； END ADDER8B；

ARCHICTURE ART OF ADDER8B IS COMPONENET ADDER4B--對要調(diào)用的元件ADDER4B的界面端口進行定義 PORT(CIN：IN STD_LOGIC；

A：IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)；

B：IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)； S：OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)； CONT：OUT STD_LOGIC)；

END COMPONENT ；

SIGNAL CARRY_OUT：STD_LOGIC；--4位加法器的進位標(biāo)志 BEGIN U1：ADDER4B--例化(安裝)一個4位二進制加法器U1 PORT MAP(CIN=>CIN，A=>A(3 DOWNTO 0)，B=>B(3 DOWNTO0)，S=>S(3 DOWNTO 0)，COUT=>CARRY_OUT)；

U2：ADDER4B--例化(安裝)一個4位二進制加法器U2 PORT MAP(CIN=>CARRY_OUT，A=>A(7 DOWNTO 4)，B=>B(7 DOWNTO 4)，S=>S(7 DOWNTO 4)；CONT=>CONT)； END ART；

3.@觸發(fā)器和緩沖器

D觸發(fā)器：Process(clk)begin if(clk’event and clk=‘1’)then q <= d;end if;end process;緩沖器：Process(clk)begin if(clk=‘1’)then q <= d;end if;

end process;

T觸發(fā)器：Process(clk)begin

if(clk’event and clk=‘1’)then

if(t = ‘1’)then q <= not(q);else

q <= q;end if;end if;end process;4.@16位鎖存器的源程序

LIBRARY IEEE；

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL； ENTITY REG16B IS

--16位鎖存器

PORT(CLK：IN STD_LOGIC；--鎖存信號 CLR：IN STD_LOGIC；--清零信號

D：IN STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0)--8位數(shù)據(jù)輸入 Q：OUT STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0))；--16位數(shù)據(jù)輸出 END REG16B；

ARCHITECTURE ART OF REG16B IS SIGNAL R16S：STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0)；--16位寄存器設(shè)置 BEGIN PROCESS(CLK，CLR)BEGIN IF CLR = '1' THEN R16S<= “***0”；--異步復(fù)位信號

ELSIF CLK'EVENT AND CLK = '1' THEN--時鐘到來時，鎖存輸入值

R16S(6 DOWNTO 0)<=R16S(7 DOWNTO 1)；--右移低8位

R16S(15 DOWNTO 7)<=D；--將輸入鎖到高能位 END IF；

END PROCESS； Q<=R16S； END ART；

5@8位右移寄存器的源程序SREG8B.VHD LIBRARY IEEE；

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL； ENTITY SREG8B IS PORT(CLK：IN STD_LOGIC； LOAD ：IN STD _LOGIC； BIN：IN STD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO 0)； QB：OUT STD_LOGIC)； END SREG8B；

ARCHITECTURE ART OF SREG8B IS SIGNAL REG8B：STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)； BEGIN PROCESS(CLK，LOAD)BEGIN IF CLK'EVENT AND CLK= '1' THEN IF LOAD = '1' THEN REG8<=DIN；

END IF； END IF； END PROCESS； QB<= REG8(0)； END ART；

--輸出最低位

--裝載新數(shù)據(jù)

ELSE REG8(6 DOWNTO0)<=REG8(7 DOWNTO 1)；--數(shù)據(jù)右移

--8位右移寄存器

6@8位乘法器的源程序

LIBRARY IEEE；

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL；--8位乘法器頂層設(shè)計 ENTITY MULTI8X8 IS PORT(CLK：IN STD_LOGIC； START：IN STD_LOGIC；

--乘法啟動信號，高電平復(fù)位與加載，低電平運算

A：IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)；--8位被乘數(shù) B：IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)；--8位乘數(shù) ARIEND：OUT STD_LOGIC；--乘法運算結(jié)束標(biāo)志位

DOUT：OUT STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0))；--16位乘積輸出 END MULTI8X8；

ARCHITECTURE ART OF MULTI8X8 IS COMPONENT ARICTL--待調(diào)用的乘法控制器端口定義 PORT(CLK：IN STD_LOGIC；START：IN STD_LOGIC； CLKOUT：OUT STD_LOGIC；RSTALL：OUT STD_LOGIC；

ARIEND：OUT STD_LOGIC)； END COMPONENT；

COMPONENT ANDARITH--待調(diào)用的控制與門端口定義 PORT(ABIN：IN STD_LOGIC；

DIN：IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)； DOUT：OUT_STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0))； END COMPONENT；

COMPONENT ADDER8B--待調(diào)用的8位加法器端口定義 COMPONENT SREG8B ．．． COMPONENT REG16B ．．．

SIGNAL GNDINT：STD_LOGIC； SIGNAL INTCLK：STD_LOGIC； SIGNAL RSTALL：STD_LOGIC； SIGNAL QB：STD_LOGIC；

SIGNAL ANDSD：STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)； SIGNAL DTBIN：STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0)； SIGNAL DTBOUT：STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0)； BEGIN DOUT<=DTBOUT；GNDINT<= '0'；

U1：ARICTL PORT MAP(CLK=>CLK，START=>START，CLKOUT=>INTCLK，RSTALL=>RSTALL，ARIEND=>ARIEND)； U2：SREG8B PORT MAP(CLK=>INTCLK，LOAD=>RSTALL.DIN=>B，QB=>QB)；

U3：ANDARITH PORT MAP(ABIN=>QB，DIN=>A，DOUT=>ANDSD)； U4：ADDER8B PORT MAP(CIN=>GNDINT，A=>DTBOUT(15 DOWNTO 8)，B=>ANDSD，S=>DTBIN(7 DOWNTO 0)，COUT =>DTBIN(8))； U5：REG16B PORT MAP(CLK =>INTCLK，CLR=>RSTALL，D=>DTBIN，Q=>DTBOUT)； END ART；--待調(diào)用的16右移寄存器端口定義--待調(diào)用的8位右移寄存器端口定義

7@有時鐘使能的十進制計數(shù)器的源程序

LIBRARY IEEE；

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL； ENTITY CNT10 IS PORT(CLK：IN STD_LOGIC；

--計數(shù)時鐘信號

--清零信號--計數(shù)使能信號 CLR：IN STD_LOGIC； END：IN STD_LOGIC；

--有時鐘使能的十進制計數(shù)器

CQ：OUT INTEGER RANGE 0 TO 15；--4位計數(shù)結(jié)果輸出 CARRY_OUT：OUT STD_LOGIC)；--計數(shù)進位 END CNT10；

ARCHITECTURE ART OF CNT10 IS

SIGNAL CQI ：INTEGER RANGE 0 TO 15； BEGIN BEGIN

--計數(shù)器異步清零 PROCESS(CLK，CLR，ENA)

IF CLR= '1' THEN CQI<= 0；

IF ENA= '1' THEN IF CQI<9 THEN CQI<=CQI+1； ELSE CQI<=0；END IF； END IF； END IF； END PROCESS； PROCESS(CQI)BEGIN IF CQI=9 THEN CARRY_OUT<= '1'；--進位輸出 ELSE CARRY_OUT<= '0'；END IF； END PROCESS； CQ<=CQI； END ART；

--等于9，則計數(shù)器清零 ELSIF CLK'EVENT AND CLK= '1' THEN 8@)六進制計數(shù)器的源程序CNT6.VHD(十進制計數(shù)器的源程序

CNT10.VHD與此類似)LIBRARY IEEE；

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL； USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL； ENTITY CNT6 IS PORT(CLK：IN STD_LOGIC； CLR：IN STD_LOGIC； ENA： IN STD_LOGIC；

CQ：OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)； CARRY_OUT： OUT STD_LOGIC)； END CNT6；

ARCHITECTURE ART OF CNT6 IS SIGNAL CQI：STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)； BEGIN PROCESS(CLK，CLR，ENA)BEGIN IF CLR='1' THEN CQI<=“0000”； ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' THEN IF ENA='1' THEN IF CQI=“0101” THEN CQI<=“0000”； ELSE CQI<=CQI+'1'；END IF； END IF； END IF；

END PROCESS； PROCESS(CQI)BEGIN IF CQI=“0000” THEN CARRY_OUT<='1'； ELSE CARRY_OUT<='0'；END IF； END PROCESS； CQ<=CQI； END ART；

9@十進制計數(shù)器

LIBRARY ieee;

USE ieee.std_logic_1164.ALL;USE ieee.std_logic_unsigned.ALL;ENTITY count10 IS PORT(clk: IN STD_LOGIC;

seg: OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0));END count10;

ARCHITECTURE a1 OF count10 IS signal sec: STD_LOGIC;

signal q : STD_LOGIC_VECTOR(21 DOWNTO 0);signal num: STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);BEGIN

process(clk)----get 1 hz clock pulse begin

if clk'event and clk='1' then q<=q+1;end if;sec<=q(21);--get 1 hz clock pulse end process;

timing: process(sec)begin if sec'event and sec='1' then

if num<9 then num<=num+1;else num<=“0000”;end if;end if;end process;

B1: block--bcd-7segs Begin--gfedcba

seg<= “0111111” when num=0 else “0000110” when num=1 else “1011011” when num=2 else “1001111” when num=3 else “1100110” when num=4 else “1101101” when num=5 else “1111101” when num=6 else “0000111” when num=7 else “1111111” when num=8 else “1101111” when num=9 else

“0000000”;end block;END a1;

10@4MHz到1Hz的分頻器

LIBRARY ieee;

USE ieee.std_logic_1164.ALL;USE ieee.std_logic_unsigned.ALL;ENTITY count IS

PORT(clk: in STD_LOGIC;q: out STD_LOGIC;END count;

ARCHITECTURE a OF count IS

signal tmp: STD_LOGIC_vector(21 downto 0);Begin

process(clk)begin

if clk'event and clk='1' then tmp<=tmp+1;end if;end process;q<=tmp(21);END a;

11@與門

ENTITY shili2 is port(input1 : in std_logic;inptu2 : in std_logic;output1 : out std_logic);

end entity;

architecture one of shili2 is begin

output1<=input1 and input2;end entity;

12@.四輸入與門電路

library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;

entity and4 is port(a,b,c,d:in std_logic;y:out std_logic;end and4;

architecture and4_1 of and4 is begin y<= a and b and c and d;end nand4_1;

法二(與非門)：

library ieee;

use ieee.std_logic_1164.all entity nand4 is

port(a.b,c,d:in std_logic;y:out std_logic);end nand4;

architecture nand4_2 of nand4 si begin

p1:process(a,b,c,d)variable

tmp:std_logic_vector(3 downto 0);begin tmp:=a&b&c&d;case tmp is when“0000”=>y<='1';when“0001”=>y<='1';when“0010”=>y<='1';when“0011”=>y<='1';when“0100”=>y<='1';when“0101”=>y<='1';when“0110”=>y<='1';when“0111”=>y<='1';when“1000”=>y<='1';when“1001”=>y<='1';when“1010”=>y<='1';when“1011”=>y<='1';when“1100”=>y<='1';when“1101”=>y<='1';when“1110”=>y<='1';when“1111”=>y<='1';when others=>y<='x';end case;end process;end nand4_2;

13@四位全加器

library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_arith.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity add is port(a,b:in std_logic_vector(3 downto 0);cin:in std_logic;s:out std_logic_vector(3 downto 0);cout:out std_logic);end add;

architecture beh of add is begin process(a,b,cin)ariable x:std_logic_vector(3 downto 0);variable m,n,l:integer;begin m:=conv_integer(a);n:=conv_integer(b);l:=m+n+conv_integer(cin);x:=conv_std_logic_vector(l,4);s<=x(3 downto 0);cout<=x(3);end process;end beh;14@N位移位寄存器：page70 15@8位通用寄存器：page137 16@串入串出移位寄存器：page138 17@10位計數(shù)器

LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;

ENTITY CNT10 IS PORT(CLK ,clr : IN STD_LOGIC;CQ : OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0));END ENTITY CNT10;ARCHITECTURE ONE OF CNT10 IS BEGIN PROCESS(CLK , clr)VARIABLE LCQ : STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);BEGIN IF RST = ‘1’ THEN LCQ := “0000”;ELSIF CLK’EVENT AND CLK = ‘1’ THEN IF LCQ < 9 THEN LCQ := LCQ + 1;ELSE LCQ := “0000”;END IF;END IF;CQ <= LCQ;END PROCESS;END ARCHITECTURE ONE;18@八位串行二進制全加器

use ieee.std_logic_1164.all;entity product_adder_subtracter is port(a,b:in std_logic_vector(7 downto 0);s:out std_logic_vector(8 downto 0));end;architecture behavioral of product_adder_subtracter is begin behavior:process(a,b)is variable carry_in:std_logic;variable carry_out:std_logic;variable op2:std_logic_vector(b'range);begin op2:=b;end if;for index in 0 to 7 loop carry_in:=carry_out;s(index)<=a(index)xor op2(index)xor carry_in;carry_out:=(a(index)and op2(index))or(carry_in and(a(index)xor op2(index)));end loop;s(8)<=a(7)xor op2(7)xor carry_out;end process;end;

EDA知識要點：1、2、3、4、5、目前流行的HDL語言有那些？； 什么是ASIC。

VHDL是由什么機構(gòu)制定并公布的。VHDL的兩大類基本描述語句是什么。

MAX+PLUSⅡ平臺上，原理圖、仿真波形文件、VHDL文件的擴展名 是什么？6、7、8、9、結(jié)構(gòu)體常見的功能語句有那些？ 子程序分為那兩類，其結(jié)構(gòu)為什么。信號與變量的賦值有何區(qū)別？。可編程器件分為哪些類？

10、VHDL中常見的庫有那些？。

11、不完整的條件語句與完整的條件語句生成的電路有何區(qū)別

12、VHDL的標(biāo)識符由什么構(gòu)成。

13、VHDL中預(yù)定義數(shù)據(jù)類型有那些？。

14、CASE語句使用當(dāng)中的注意事項。

15、目前國際上較大的PLD器件制造公司有那幾家公司。

16、VHDL數(shù)據(jù)對象有什么

17、賦值語句分哪些類，分別寫出一句賦值語句。

18、實現(xiàn)時序電路和邏輯組合電路分別用什么語句實現(xiàn)，分別寫出他們的一般表式。

19、簡述元件例化語句組成及語句格式。

20、數(shù)據(jù)對象有哪些種，分別寫出定義這些數(shù)據(jù)對象的一般表述格式。

21、簡述進程語句的使用要點？

22、寫出VHDL常用的順序語句的名稱。

23、簡述VHDL邏輯操作符的種類及所允許的操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型。

24、EDA技術(shù)的含義。

25、VHDL語言中的邏輯操作符有那些？

26、目前較流行的集成EDA開發(fā)環(huán)境（軟件）有那些？

27、簡述EDA技術(shù)的CPLD/FPGA的設(shè)計流程。

28、寫出實體中的PORT語句結(jié)構(gòu)并說明其作用。

29、簡述EDA技術(shù)經(jīng)歷了那幾個發(fā)展階段。30、寫出元件例化語句語句格式，并說明其作用。

31、試比較圖形輸入法和文本輸入法有何優(yōu)缺點？

32、結(jié)構(gòu)體的語言格式與作用。

33、寫出PROCESS語句結(jié)構(gòu)的一般表達格式？

34、EDA技術(shù)常用的輸入方法有？

35、什么是實體和結(jié)構(gòu)體，其功能是什么？，36、MAX+pulsⅡ的編輯窗口有那幾種，分別是什么？

37、MAX+pulsⅡ的原理圖輸入法、文本輸入法、波形輸入法生成的文件擴展名為？

38、VHDL的操作符有那幾大類？每一類的操作符分別是什么？每一類操作符可以對那些數(shù)據(jù)進行操作（運算）？

39、VHDL中如沒有特別的說明算術(shù)操作符‘ + ’號對應(yīng)的操作數(shù)為什么類型

40、可編程器件（PLD）分為哪兩類

41、標(biāo)準(zhǔn)邏輯位數(shù)據(jù)類型常用的數(shù)值有哪幾種？

42、在VHDL語言中常見的的數(shù)據(jù)類型有那些？

43、完整的條件語句將產(chǎn)生什么電路，不完整的條件語句將產(chǎn)生什么電路。

44、信號和變量有什么區(qū)別？

45、VHDL作為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，是由那個機構(gòu)制定并公布的。

46、實體部分的端口模式有四個類型。

47、從執(zhí)行方式看VHDL的基本描述語句包括哪兩大基本描述語句？

48、VHDL文件存盤時，其主文件名應(yīng)與實體名一致，擴展名應(yīng)為什呢

49、硬件描述語言(HDL)的種類很多？

50、簡述元件例化語句的語句格式及關(guān)聯(lián)方法。

EDA綜合設(shè)計設(shè)計題

1、用兩種以上的按照下圖設(shè)計一個四選一多路選擇器

2、使用元件例化語句編寫下圖所示的頂層文件，其中adder_1為一個由原理圖輸入法設(shè)計的完整的設(shè)計實體。

3、已知4位全加器電路原理圖如下，請用元件例化語句編寫其程序。

4、用VHDL語言編寫下圖所示的七段顯示譯碼器。

D0D1D2D3七段譯碼器a(X6)b(X5)c(X4)d(X3)e(X2)f(X1)g(X0)七段數(shù)碼管afedgbc5、用VHDL設(shè)計一個三位十進制的，帶有使能控制端口enable、異步清零端口rst、同步預(yù)置控制端口load和預(yù)置數(shù)據(jù)輸入端口date的計數(shù)器。

6、編寫一個D觸發(fā)器的硬件描述語言程序，要求實現(xiàn)上升沿觸發(fā)。

7、使用IF語句設(shè)計一個帶有異步復(fù)位和置位、同步預(yù)置的4位2

進制加法計數(shù)器。

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