Язык описания электронной аппаратуры VHDL. Берчун Ю.В. - 6 стр.

UptoLike

Составители: 

6
9 регистровый подуровень;
9 вентильный уровень.
Языки описания аппаратуры (Hardware Description Language, HDL) позволяют опи-
сывать блоки в первую очередь на функционально-логическом уровне, наибольшее распро-
странение имеют на регистровом и вентильном подуровнях и при описании узлов ЭВМ.
Проекты на языках HDL могут быть использованы и для решения задач системного уровня
проектирования. Кроме того, специальные расширения, например, VHDL-AMS могут рас-
сматриваться как промежуточный подуровень описания между вентильным подуровнем
функционально-логического уровня и схемотехническим уровнем, что даёт возможность мо-
делировать не только цифровую, но и аналоговую аппаратуру.
2. Обзор HDL
2.1. История развития HDL
С начала 70-х годов стала актуальной проблема создания стандартного средства доку-
ментации схем и алгоритмов дискретных систем переработки информации и цифровой аппа-
ратуры, одинаково пригодной как для восприятия человеком, так и для обработки на ЭВМ.
Известно большое число предшественников современных HDL, как отечественных, так
и зарубежных. Отечественные — «МОДИС», «МОДИС-В87» «Автокод-М», MPL, ООС-2,
«Форос», «Алгоритм», «Пульс», «Симпатия» и др. Зарубежные — CDL, DDL, ISPS,
CONLAN, HILO и др.
В настоящее время известны 2 стандартных языка описания аппаратуры — VHDL и
Verilog-HDL, называемый далее для краткости Verilog.
Язык VHDL (Very high speed integrated circuit Hardware Description Language — язык
описания сверхскоростных БИС) был разработан международной группой по заданию Ми-
нистрества обороны США в начале 80-х годов с целью обеспечения единообразного понима-
ния подсистем различными проектными группами. В 1987 году спецификация языка VHDL
была принята в качестве стандарта ANSI/IEEE STD 1076-1987. Удобства и относительная
универсальность конструкций этого языка достаточно быстро привели к созданию программ
моделирования систем на основании их описания в терминах VHDL.
С начала 90-х годов разрабатываются прямые компиляторы VHDL-описаний в аппа-
ратные реализации различных классов. Это наряду
с необходимостью более адекватного
представления в языке современных тенденций в цифровой схемотехнике привело к созда-
нию расширенного стандарта ANSI/IEEE STD 1076-1993. В 1999 году была утверждена по-
следняя версия стандарта ANSI/IEEE STD 1076-1999, известная как VHDL-AMS (AMS —
Analog and Mixed-Signal Extentions). Наиболее существенным нововведением этой версии
языка, как понятно из названия, является появление конструкций, обеспечивающих эффек-
тивное описание аналоговых и смешанных цифро-аналоговых
устройств.
Работу над усовершенствованием стандарта ведёт группа VASG (VHDL Analysis and
Standardization Group). Ведутся также работы по стандартизации внутренней формы пред-
ставления VHDL-описаний в ЭВМ (группа VIFASG — VHDL Intermediate Form Analysis and
          9 регистровый подуровень;
          9 вентильный уровень.
     Языки описания аппаратуры (Hardware Description Language, HDL) позволяют опи-
сывать блоки в первую очередь на функционально-логическом уровне, наибольшее распро-
странение имеют на регистровом и вентильном подуровнях и при описании узлов ЭВМ.
Проекты на языках HDL могут быть использованы и для решения задач системного уровня
проектирования. Кроме того, специальные расширения, например, VHDL-AMS могут рас-
сматриваться как промежуточный подуровень описания между вентильным подуровнем
функционально-логического уровня и схемотехническим уровнем, что даёт возможность мо-
делировать не только цифровую, но и аналоговую аппаратуру.

2. Обзор HDL
2.1. История развития HDL
     С начала 70-х годов стала актуальной проблема создания стандартного средства доку-
ментации схем и алгоритмов дискретных систем переработки информации и цифровой аппа-
ратуры, одинаково пригодной как для восприятия человеком, так и для обработки на ЭВМ.
     Известно большое число предшественников современных HDL, как отечественных, так
и зарубежных. Отечественные — «МОДИС», «МОДИС-В87» «Автокод-М», MPL, ООС-2,
«Форос», «Алгоритм», «Пульс», «Симпатия» и др. Зарубежные — CDL, DDL, ISPS,
CONLAN, HILO и др.
      В настоящее время известны 2 стандартных языка описания аппаратуры — VHDL и
Verilog-HDL, называемый далее для краткости Verilog.
     Язык VHDL (Very high speed integrated circuit Hardware Description Language — язык
описания сверхскоростных БИС) был разработан международной группой по заданию Ми-
нистрества обороны США в начале 80-х годов с целью обеспечения единообразного понима-
ния подсистем различными проектными группами. В 1987 году спецификация языка VHDL
была принята в качестве стандарта ANSI/IEEE STD 1076-1987. Удобства и относительная
универсальность конструкций этого языка достаточно быстро привели к созданию программ
моделирования систем на основании их описания в терминах VHDL.
     С начала 90-х годов разрабатываются прямые компиляторы VHDL-описаний в аппа-
ратные реализации различных классов. Это наряду с необходимостью более адекватного
представления в языке современных тенденций в цифровой схемотехнике привело к созда-
нию расширенного стандарта ANSI/IEEE STD 1076-1993. В 1999 году была утверждена по-
следняя версия стандарта ANSI/IEEE STD 1076-1999, известная как VHDL-AMS (AMS —
Analog and Mixed-Signal Extentions). Наиболее существенным нововведением этой версии
языка, как понятно из названия, является появление конструкций, обеспечивающих эффек-
тивное описание аналоговых и смешанных цифро-аналоговых устройств.
     Работу над усовершенствованием стандарта ведёт группа VASG (VHDL Analysis and
Standardization Group). Ведутся также работы по стандартизации внутренней формы пред-
ставления VHDL-описаний в ЭВМ (группа VIFASG — VHDL Intermediate Form Analysis and
                                             6