آموزش VHDL (بخش دوم)

VHDL یک زبان توصیف سخت افزار است که برای توصیف سخت افزار از سطوح انتزاع تا پیاده سازی فیزیکی استفاده می شود.

VHDL حاصل کار وزارت دفاع آمریکا در دهه ۷۰ و اوایل دهه ۸۰ میلادی می باشد.

موجودیت:

در VHDL نام، درگاه، و اطلاعات مربوط به موجودیت را اعلان موجودیت را اعلان موجودیت مشخص می کند. تمام طرح ها با استفاده از یک یا چند موجودیت ایجاد می شود.

مثال:

ENTITY mux IS
PORT (a,b,c,d:IN BIT;
      S0,s1:IN BIT;
      X:OUT BIT);
END mux;

 

کلید واژه ENTITY شروع یک دستور موجودیت را مشخص می کند. تمام کلید واژه ها زبان و انواع داده ی موجود در بسته استاندارد با حروف بزرگ نشان داده می شوند. در مثال بالا کلید واژه ENTITY  ، IS ، PORT ، IN ، OUT و غیره با حروف بزرگ نوشته شده اند. نوع استاندارد مشخص شده BIT است. نام اشیا ایجاد شده توسط کاربر از قبیل mux در مثال فوق، با حروف کوچک نمایش داده می شوند.

نام موجودیت mux است. موجودیت در بخش PORT هفت درگاه دارد. مد شش درگاه IN و مد یک درگاه OUT است. چهار درگاه ورودی داده (a,b,c,d) از نوع BIT می باشند. همچنین دو ورودی انتخاب مالتی پلکسر (s0,s1) و درگاه خروجی نیز از نوع BIT می باشد.

موجودیت، ارتباط با محیط بیرون را توصیف و تعداد، جهت و نوع درگاه ها را مشخص می کند.

 

معماری ها:

موجودیت، واسط مدل VHDL را توصیف می کند. معماری، عملکرد زیرین موجودیت را توصیف کرده و دستوراتی دارد که رفتار موجودیت را مدل می کند. یک معماری همواره به یک موجودیت وابسته است و رفتار آن را توصیف می کند.

مثال:

ARCHITECTURE dataflow OF mux IS
	SIGNAL select : INTEGER;
BEGIN
	Select <= 0 WHEN s0 = ‘0’ AND s1 = ‘0’ ELSE
		1 WHEN s0 = ‘1’ AND s1 = ‘0’ ELSE
		2 WHEN s0 = ’0’ AND s1 = ‘1’ ELSE
		3 ;
	X <= a AFTER 0.5 NS WHEN select = 0 ELSE
		b AFTER 0.5 NS WHEN select = 1 ELSE
                c AFTER 0.5 NS WHEN select = 2 ELSE
                d AFTER 0.5 NS;
END dataflow;

 

کلید واژه ARCHITECTURE به این مفهوم است که این دستور یک معماری برای یک موجودیت توصیف می کند. نام معماری dataflow است. معماری موجودیتی به نام mux را توصیف می کند.

دلیل رابطه بین معماری و موجودیت این است که موجودیت می تواند چندین معماری برای توصیف رفتارش داشته باشد.

در بین کلید واژه های ARCHITECTURE  و BEGIN سیگنال های محلی و قطعات اعلان می شوند.

ناحیه دستور معماری با کلید واژه BEGIN شروع می شود. تمام دستورات بین BEGIN و END ، دستورات همزمان نامیده می شوند زیرا تمام آنها به طور همزمان اجرا می شوند.