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23 LENGUAJE DE DESCRIPCIÓN CIRCUITAL: V H D L
23.1. VHDL como lenguaje para describir, simular, validar y diseñar
23.2. VHDL básico para diseñar circuitos combinacionales
23.3. Descripción de circuitos secuenciales y de sistemas síncronos
23.4. Descripción de grafos de estado
23.5. Otros recursos de VHDL
A la hora de describir un diseño microelectrónico (es decir, de realizar ladescripción de
un circuito digital, en formato informático, para ser, posteriormente, «compilado» sobre un
dispositivo programable o sobre una librería de celdas de un ASIC), tal descripción puede
hacerse en forma gráfica (esquema circuital) o en forma de texto (programa).
El "Versatile Hardware Description Language" VHDL (cuyas siglas proceden de un
nombre aún más largo y restrictivo: Very highspeed integrated circuit HDL) se desarolló
inicialmente como lenguaje de documentación, de simulación y de «validación» (simulación
en el contexto en que debe funcionar) de circuitos integrados digitales. Para documentar y
simular se requiere una descripción precisa, carente de ambigüedades y estructurada y tal
descripción puede ser directamente utilizada para diseñar el circuito descrito(mediante su
«compilación» sobre los recursos booleanos disponibles). Las dos páginas que siguen
(apartado 1 de este capítulo) amplían la breve presentación que del lenguaje VHDL se
hace en este párrafo y deben ser leídas como parte de esta introducción.
Habida cuenta de que un circuito integrado no tiene «finalidad propia», sino que forma
parte de un sistema más amplio, cuyo funcionamientocontrola o supervisa, uno de los
propósitos de VHDL era simular el circuito en el contexto del sistema de que forma parte;
de manera que no se limita a describir sistemas digitales sino que abarca, también,
cualquier otro tipo de sistema activo (eléctrico, mecánico,...).
Es obvio que un tratado sobre VHDL requeriría todas las páginas de este volumen y
muchas más. Por ello, el contenido de estecapítulo se restringe a la parte de VHDL que se
utiliza habitualmente en el diseño digital. Su objetivo es enseñar las bases de la descripción
de circuitos digitales en VHDL a quienes desconozcan por completo este lenguaje.
Quizás la mejor forma de aprender un lenguaje sea utilizarlo y practicarlo. Por eso
este capítulo, que es simplemente una presentación parcial y utilitaria de VHDL, estáconstruido, fundamentalmente, con ejemplos de diseño; se apoya en múltiples descripciones
y diseños de subcircuitos y de pequeños sistemas digitales y prescinde, en gran medida, de
lo que pudiera ser una exposición académica o descriptiva del propio lenguaje.
La misma organización del capítulo está dirigida directamente al diseño digital y, así,
los diversos epígrafes de introducción dellenguaje se refieren, sucesivamente, a la
descripción de sistemas combinacionales (apartado 2), de sistemas secuenciales y síncronos
(apartado 3) y de grafos de estado (apartado 4) y a otros recursos avanzados de diseño
digital, aplicados también a ejemplos concretos (apartado 5).
Tomás Pollán Santamaría. Tecnología Electrónica. E.U.I.T.I.Z. Universidad de Zaragoza. tpollan@posta.unizar.esElectrónica Digital

23.1. VHDL como lenguaje para describir, simular, validar y diseñar
En un principio, la «captura de esquemas» fue la forma habitual de diseño CAD
(apoyado y almacenado en un computador). Pero, hoy día, ha sido sustituida (casi por
completo) por su descripción funcional en texto (programa que detalla el funcionamiento
de las diversas partes del circuito y la conexión entreellas), utilizando para ello un
lenguaje de descripción de hardware (HDL).
La forma textual presenta numerosas ventajas: suele requerir menor tiempo y
esfuerzo para comprender lo que el circuito hace (en el caso de sistemas complejos); es
independiente de la implementación a bajo nivel (en puertas, bloques, biestables y
registros); es directamente trasladable a los diversos dispositivos...