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LABORATORIO No 2

DISEÑO DE CIRCUITOS DIGITALES USANDO LENGUAJE VHDL

OBJETIVO DE LA EXPERIENCIA

El alumno al termino de la experiencia podrá realizar el diseño de circuitos en lógica combinacional y secuencial usando el lenguaje de simulación VHDL.

FUNDAMENTO TEORICO

LENGUAJE VHDL

■ Es un lenguaje concurrente aunque permite definir dominios en los cuales las acciones son deltipo secuencial.

■ Permite diseños modulares y jerárquicos, es útil para emplear con la metodología “Top Down”.

■ Permite simular el diseño y generar formas de onda.

■ Es un lenguaje que debe ser compilado antes de ser simulado.

■ Soporta distintos niveles de descripción:

■ FUNCIONAL: modelamiento en alto nivel.

■ ESTRUCTURAL: la descripción se realizamediante interconexión de componentes.

■ FISICO: se realiza la implementación real del circuito.

■ OBJETO: es un elemento que tiene asignado un valor de un tipo determinado. Según sea el tipo de dato, el objeto poseerá un conjunto de propiedades y se le podrá aplicar un conjunto de operaciones.

■ IDENTIFICADORES: Son un conjunto de caracteres dispuestos de una forma adecuada ysiguiendo unas normas propias del lenguaje, para dar un nombre a los elementos en VHDL.

■ PALABRAS RESERVADAS: Son un conjunto de identificadores que tienen un significado especifico en VHDL. Son palabras empleadas dentro del lenguaje para realizar un diseño. No pueden ser empleadas como identificadores definidos por el usuario.

■ TIPO DE DATOS: Delimita los valores que puede tener unobjeto y las operaciones que se pueden realizar con él.

■ TIPOS ESCALARES: Son tipos que contienen algún tipo de magnitud. Pueden ser: Enteros, Reales, Físicos y Enumerados.

■ ATRIBUTOS: Son condiciones ó características que pueden tomar las señales ó variables.

■ ACCIONES CONCURRENTES: son aquellas que se realizan en forma simultánea en un circuito. Un ejemplo son loscircuitos combinacionales.

■ ACCIONES SECUENCIALES: son aquellas que se realizan siguiendo una secuencia ó un orden determinado, no todas en forma simultanea. Un ejemplo de ellas son los procesos que se describen las sentencias de un programa: CASE, IF-ELSE, DO-WHILE, FOR.

■ PROCESO (PROCESS): son los dominios que emplea el VHDL para emplear acciones de tipo secuencial. La asignación deeventos secuenciales dentro de una estructura concurrente se ejecutará de forma concurrente, es decir, al mismo tiempo que las demás sentencias.

■ MODO: Describe la dirección en la cual la información es transmitida a través del puerto.

■ Puede ser: Modo IN

■ Modo OUT

■ Modo BUFFER

■ Modo INOUT

■ TIPO: Son las diferentes clases de valores que puedetomar la señal. Pueden haber tantos tipos como se quiera, ya que en VHDL se pueden definir por el usuario.

■ TIPO BOOLEAN: Pueden tomar valores VERDADERO (TRUE) ó FALSO (FALSE). Un ejemplo son las salidas de los comparadores.

■ TIPO BIT: Pueden tomar valores 0 (LOW) ó 1(HIGH).

■ TIPO BIT_VECTOR: Es un vector de bits.

■ TIPO INTEGER: Puede manejar números enteros.

■ARCHIVOS DE CABECERA: Se colocan al inicio de la entidad y permiten al programa cargar diversas librerías y archivos que contienen tipos y definiciones que serán usadas por el programa.

■ library ieee;

■ use ieee.std_logic_1164.all;

■ use work.std_arith.all;

■ El programa en VHDL esta formado de dos partes principales:

■ ENTIDAD (entity): Es la interfaz deldispositivo con el exterior. Es decir, describe los puertos (ports) que son las entradas y salidas del circuito.

■ ARQUITECTURA (architecture): describe la funcionalidad del dispositivo, es decir las transformaciones que se realizaran sobre los datos que ingresan por los puertos para producir la salida. Es decir describe el funcionamiento del dispositivo.

■ ESTILOS DE ARQUITECTURA: Son...