数字电路软件实验：3.3 VHDL的设计实例.ppt

数字电路软件实验 VHDL 设计实例 在数字电路软件实验中，VHDL（VHSIC Hardware Description Language）是一种基于文本的硬件描述语言，用于描述数字电路的行为。VHDL 的设计实例是数字电路设计的重要组成部分，通过 VHDL 语言可以描述数字电路的结构和行为。 在本节中，我们将介绍 VHDL 的设计实例，包括 8 位反相器的结构描述、元件语句、生成语句、用半加器和“或门”构成全加器、八进制译码器的数据流描述等。 8 位反相器的结构描述 在 VHDL 中，ENTITY 声明了一个实体的接口，包括输入和输出信号。ARCHITECTURE 声明了实体的结构描述。例如，在 8 位反相器的结构描述中，ENTITY inv_8_bit 声明了一个 8 位反相器的接口，包括一个 8 位输入信号 x 和一个 8 位输出信号 y。ARCHITECTURE struct 声明了反相器的结构描述，使用 COMPONENT 声明了一个基本的反相器单元，使用 GENERATE 语句生成 8 个相同的反相器单元。 元件语句 元件语句是 VHDL 中的一种语句，用于引入一种连接关系，可以把以前设计好的设计实体定义为一个元件，然后将此元件与当前的设计实体的指定端口相连接，从而为当前的设计实体引入一个新的低一级的设计层次。元件定义语句的格式为：COMPONENT 元件名 IS PORT (信号名表)；END COMPONENT；元件调用语句的格式为：例化名：元件名 PORT MAP (信号名表)； 生成语句 生成语句是 VHDL 中的一种语句，用于产生多个相同的结构，具有复制作用，可以复制一组完全相同的元件或电路结构。生成语句的格式为：FOR 循环变量 IN 取值范围 GENERATE 并发处理语句；END GENERATE [标号]； 用半加器和“或门”构成全加器 在数字电路中，全加器是一个基本的逻辑电路，可以用半加器和“或门”构成。LIBRARY IEEE ；USE IEEE std_logic_1164.ALL；是 VHDL 的标准库，USE IEEE std_logic_1164.ALL 是引入 std_logic_1164 库。ENTITY full_adder IS PORT (a, b, cin: IN BIT; s, cout: OUT BIT);是全加器的接口描述，ARCHITECTURE arc OF full_adder IS 是全加器的结构描述，使用 COMPONENT 声明了半加器单元，使用 PORT MAP 语句将半加器单元连接起来。 八进制译码器的数据流描述 在数字电路中，八进制译码器是一个常用的数字电路，用于将八进制信号转换为二进制信号。LIBRARY IEEE ；USE IEEE std_logic_1163.ALL；是 VHDL 的标准库，USE IEEE std_logic_1163.ALL 是引入 std_logic_1163 库。ENTITY decoder3_8 IS PORT (g1, g2a, g2b: IN STD_LOGIC; a, b, c: IN STD_LOGIC; y: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0));是八进制译码器的接口描述，ARCHITECTURE rtl OF decoder3_8 IS 是八进制译码器的结构描述，使用 SIGNAL 语句声明了一个内部信号 comb，使用 PROCESS 语句描述了八进制译码器的行为。 本节介绍了 VHDL 设计实例的基本知识点，包括 8 位反相器的结构描述、元件语句、生成语句、用半加器和“或门”构成全加器、八进制译码器的数据流描述等。这些知识点是数字电路软件实验的重要组成部分，对数字电路设计和实现具有重要的参考价值。