VHDL实用教程_潘松_王国栋.docx

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EDA 技术丛书

VHDL 实用教程

潘 松 王国栋 编著李广军 审校

【实例截图】

【核心代码】

目	录
目	录
第 1 章	绪	论	1
§ 1.1	关于EDA	1
§ 1.2	关于 VHDL	3
§ 1.3	关于自顶向下的系统设计方法	5
§ 1.4	关于应用 VHDL 的 EDA 过程	6
§ 1.5	关于在系统编程技术	9
§ 1.6	关于 FPGA/CPLD 的优势	10
§ 1.7	关于 VHDL 的学习	10
第 2 章	VHDL 入门	12
§ 2.1	用 VHDL 设计多路选择器和锁存器	12
§ 2.2	用 VHDL 设计全加器	15
第 3 章	VHDL 程序结构	19
§ 3.1	实 体	ENTITY	19
§ 3.2	结构体	ARCHITECTURE	26
§ 3.3	块语句结构	BLOCK	29
§ 3.4	进程	PROCESS	32
§ 3.5	子程序(SUBPROGRAM)	35
3.5.1函数	FUNCTION	36
3.5.2重载函数	OVERLOADED FUNCTION	39
3.5.3过程	PROCEDURE	42
3.5.4重载过程	OVERLOADED PROCEDURE	44
§ 3.6	库	LIBRARY	45
§ 3.7	程序包	PACKAGE	48
§ 3.8	配置	CONFIGURATION	51
习题	53
第 4 章	VHDL 语言要素	55
§ 4.1	VHDL 文字规则	55
§ 4.2	VHDL 数据对象	58
4.2.1变量(VARIABLE)	59
4.2.2信号(SIGNAL)	60
4.2.3常数(CONSTANT)	63
§ 4.3	VHDL 数据类型	64
4.3.1VHDL 的预定义数据类型	65
4.3.2IEEE 预定义标准逻辑位与矢量	68
4.3.3其它预定义标准数据类型	70
4.3.4用户自定义数据类型方式	71
4.3.5枚举类型	73
4.3.6整数类型和实数类型	74
2	KONXIN	杭州康芯电子有限公司	KONXIN
目	录
4.3.7数组类型	74
4.3.8记录类型	76
4.3.9数据类型转换	78
§ 4.4	VHDL 操作符	82
4.4.1操作符种类	82
4.4.2逻辑操作符	83
4.4.3关系操作符	85
4.4.4算术操作符	87
4.4.5重载操作符	93
习题	94
第 5 章	VHDL 顺序语句	95
§ 5.1	赋值语句	95
5.1.1信号和变量赋值	96
5.1.2赋值目标	97
§ 5.2	流程控制语句	99
5.2.1IF 语句	99
5.2.2CASE 语句	102
5.2.3LOOP 语句	106
5.2.4NEXT 语句	109
5.2.5EXIT 语句	110
§ 5.3	WAIT 语句	111
§ 5.4	子程序调用语句	115
§ 5.5	返回语句(RETURN)	118
§ 5.6	空操作语句(NULL)	119
§ 5.7	其它语句和说明	120
5.7.1属性(ATTRIBUTE) 描述与定义语句	120
5.7.2文本文件操作(TEXTIO)	125
5.7.3ASSERT 语句	127
5.7.4REPORT 语句	128
5.7.5决断函数	128
习题	129
第 6 章	VHDL 并行语句	131
§ 6.1	进程语句	132
§ 6.2	块 语 句	137
§ 6.3	并行信号赋值语句	138
6.3.1简单信号赋值语句	138
6.3.2条件信号赋值语句	138
6.3.3选择信号赋值语句	139
§ 6.4	并行过程调用语句	141
KONXIN	杭州康芯电子有限公司	KONXIN	3
目	录
§ 6.5	元件例化语句	143
§ 6.6	类属映射语句	145
§ 6.7	生成语句	146
习题	151
第 7 章	VHDL 的描述风格	153
§ 7.1	行为描述	153
§ 7.2	数据流描述	155
§ 7.3	结构描述	156
习题	157
第 8 章	仿	真	158
§ 8.1	VHDL 仿真	158
§ 8.2	延时模型	162
8.2.1固有延时	163
8.2.2传输延时	163
§ 8.3	仿 真 	164
§ 8.4	仿真激励信号的产生	164
§ 8.5	VHDL 测试基准	166
§ 8.6	VHDL 系统级仿真	169
习题	170
第 9 章	综	合	171
§ 9.1	VHDL 综合	171
§ 9.2	有关可综合性的考虑	174
§ 9.3	寄存器引入方法	175
9.3.1容易发生的错误	175
9.3.2常规寄存器的引入	180
9.3.3具有时钟门控结构寄存器的引入	183
9.3.4同步置位	复位功能的引入	184
9.3.5异步置位	复位功能的引入	184
§ 9.4	引入寄存器的有关技巧	186
§ 9.5	三态门引入方法	190
§ 9.6	资源共享	194
习题	196
第 10 章	有限状态机 FSM	198
§ 10.1	一般状态机设计	199
§ 10.2	状态机的状态编码	210
§ 10.3	状态机剩余状态处理	212
习题	213
第 11 章	数字滤波器设计	215
§ 11.1	基于 FPGA 的数字滤波器优势	215
4	KONXIN	杭州康芯电子有限公司	KONXIN
目	录
§ 11.2	FIR 数字滤波器设计	217
11.2.1FIR 滤波器结构原理简要	217
11.2.2FIR 滤波器设计方案确定	220
11.2.3FIR 滤波器主系统设计	223
11.2.4FIR 滤波器附加功能实现	227
§ 11.3	IIR 数字滤波器设计	229
11.3.1IIR 滤波器设计方案	229
11.3.2IIR 滤波器的实现	232
习题	234
第 12 章	VHDL 设计平台使用向导	235
§ 12.1	ispVHDL 使用向导	235
12.1.1ispLSI 系列介绍	236
12.1.2ispVHDL 设计套件介绍	236
12.1.3ispVHDL 设计向导	237
§ 12.2	Altera MAX plus II VHDL 使用向导	246
§ 12.3	MAX plus II 与 Synplify 接口	254
§ 12.4	Xilinx Foundation VHDL 使用向导	256
12.4.1Foundation 设计流程	256
12.4.2VHDL 输入方式设计向导	257
习题	264
第 13 章	VHDL 设计实践与实验	265
§ 13.1	8 位预置加法计数器设计	265
实验习题	267
§ 13.2	宽位可预置中断处理器	267
实验习题	268
§ 13.3	静态随机存储器	SRAM	269
实验习题	270
§ 13.4	堆栈设计	270
实验习题	271
§ 13.5	8 位硬件加法器设计	271
实验习题	273
§ 13.6	8 位硬件乘法器设计	273
实验习题	278
§ 13.7	乒乓球游戏电路设计	278
实验习题	283
§ 13.8	序列检测器设计	283
实验习题	284
§ 13.9	正负脉宽数控调制信号发生器设计	284
实验习题	286
KONXIN	杭州康芯电子有限公司	KONXIN	5
目	录
§ 13.10	“梁祝	乐曲演奏电路设计	287
实验习题	292
§ 13.11	RS232 通信控制电子琴	292
实验习题	295
§ 13.12	数字频率计设计	296
实验习题	299
§ 13.13	PC 机	单片机	FPGA 双向通信	299
实验习题	301
§ 13.14	VGA 显示器彩条信号发生器设计	301
实验习题	304
§ 13.15	A/D 采样控制器设计	304
实验习题	308
§ 13.16	D/A 接口电路与波形发生器设计	308
实验习题	310
§ 13.17	MCS-51 单片机与 CPLD 接口逻辑设计	310
13.17.1总线方式	310
13.17.2独立方式	312
实验习题	313
§ 13.18	PS/2 键盘接口逻辑设计	314
§ 13.19	7 段 LED 译码显示电路设计	315
实验习题	316
第 14 章	电子设计竞赛实例介绍	317
§ 14.1	多功能等精度频率计	317
14.1.1测频原理	317
14.1.2测频专用模块工作原理和设计	318
14.1.3频率计功能模块的 VHDL 描述	320
14.1.4测频主系统实现	323
14.1.5专用模块测试控制信号说明	324
§14.2	电子设计竞赛开发板	325
习题	326
附录 1	GW48 型 EDA 实验开发系统使用介绍	327
附录 2	一些 FPGA 和 CPLD 芯片引脚图	344