vhdlDiseño de hardware digital utilizando VHDL en pocas palabras


Introducción

En este tema, proponemos un método simple para diseñar correctamente circuitos digitales simples con VHDL. El método se basa en diagramas de bloques gráficos y en un principio fácil de recordar:

Piense en el hardware primero, codifique VHDL a continuación

Está dirigido a los principiantes en el diseño de hardware digital utilizando VHDL, con un conocimiento limitado de la semántica de síntesis del lenguaje.

Observaciones

El diseño de hardware digital con VHDL es simple, incluso para principiantes, pero hay algunas cosas importantes que debe saber y un pequeño conjunto de reglas que debe obedecer. La herramienta utilizada para transformar una descripción de VHDL en hardware digital es un sintetizador lógico. La semántica del lenguaje VHDL utilizado por los sintetizadores lógicos es bastante diferente de la semántica de simulación descrita en el Manual de referencia del lenguaje (LRM). Peor aún: no está estandarizado y varía entre las herramientas de síntesis.

El método propuesto introduce varias limitaciones importantes en aras de la simplicidad:

  • Sin pestillos disparados por nivel.
  • Los circuitos están sincronizados en el borde ascendente de un solo reloj.
  • No hay reinicio ni ajuste asíncrono.
  • No hay unidad múltiple en señales resueltas.

El ejemplo del diagrama de bloques , primero de una serie de 3, presenta brevemente los conceptos básicos del hardware digital y propone una breve lista de reglas para diseñar un diagrama de bloques de un circuito digital. Las reglas ayudan a garantizar una traducción directa al código VHDL que simula y sintetiza como se espera.

El ejemplo de codificación explica la traducción de un diagrama de bloques al código VHDL y lo ilustra en un circuito digital simple.

Finalmente, el ejemplo del concurso de diseño de John Cooley muestra cómo aplicar el método propuesto en un ejemplo más complejo de circuito digital. También elabora las limitaciones introducidas y relaja algunas de ellas.

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