Introduccion VHDL 1

2.1: Introducción
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Objectivo:
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Introducir el lenguaje VHDL como herramienta básica de diseño para
la descripción a alto nivel de sistemas digitales complejos.

Contenido:
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2.1 Introducción
2.2 El lenguaje VHDL
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2.2.1 Ejemplos básicos y estilos de descripción.
2.2.2 Elementos sintácticos del lenguaje.
2.2.3 Descripción de sistemas
 2.2.3.1 Estilo flujo de datos
 2.2.3.2 Estiloalgorítmico
 2.2.3.4 Estilo estructural



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2.2.4 Otros conceptos

2.3 Ejemplos de diseño

Sistemas Digitales (SIDI)

1

2.1: Introducción


¿Por qué utilitzar lenguajes
(Hardware Design Language)?




HDL

Complejidad VLSI, ULSI, GSI requiere
metodologías de diseño tipo top-down con
capacidad para describir sistemas con
diferentes niveles de abstracción → jerarquía
modular → síntesis dealto nivel
Reducción del time-to-market (reutilización
de código, macros soft, módulos IP)
Sistemas Digitales (SIDI)

2

2.1: Introducción


Características de los lenguajes HDL
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Descripción jerárquica de sistemas complejos
Descripción de sistemas concurrentes (sistemas
lógicos combinacionales) y secuenciales (sistemas
lógicos secuenciales)
Estandarización: compatibilidad con lasdiferentes
herramientas de automatización de diseño
electrónico e independencia de la tecnología de
implementación
Inteligibilidad: fácil de comprender (relativamente) y
con una documentación unificada
Sistemas Digitales (SIDI)

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2.1: Introducción


Breve reseña histórica del VHDL
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VHDL (VHSIC (Very High Speed Integrated Circuits) Hardware
Description Language)
1980 DoD proyectoVHSIC
Estándar IEEE 1076 año 1987 (VHDL-87) y año 1993
(VHDL’93); revisiones menores: 2000, 2002, etc.
Síntesis de alto nivel en un subconjunto del lenguaje
Simulación Pre- i Post-layout (back-annotation)
Permite la descripción de sistemas en diferentes dominios y con
diferentes niveles de abstracción:
 Descripción estructural
 Descripción de comportamental:
 Nivel algorítmico
 Nivel flujo dedatos (RTL: Register Transfer Level)

Sistemas Digitales (SIDI)

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2.2: El lenguaje VHDL
Convenio:
 Palabras reservadas (e.g., entity), separadores (e.g.,
“(“), signos de puntuación (e.g., “;”) y operadores (e.g.,
“:=“) en negrita
 Identificadores en tipo normal
 Tipos de datos en cursiva
 Símbolos < > significan “valor de”
 Símbolo | separa alternativas
 Paréntesis cuadrados [ ] significan“cero o una vez”
 Llaves { } significan “cero o más veces”

Sistemas Digitales (SIDI)

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2.2: El lenguaje VHDL


2.2.1 Ejemplos básicos y estilos de descripción.
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Sistema = dispositivos que interaccionan
Unidades de diseño
 ENTIDAD: interface del dispositivo con el sistema
 ARQUITECTURA: funcionalidad del dispositivo descrita
estructuralmente, algorítmicamente, o RTL
 Puede existir más deuna descripción por dispositivo
 CONFIGURACIÓN: asociación entidad-arquitectura
 PAQUETE: declaraciones de tipos, constantes, componentes,
subprogramas, etc para que sean visibles en otras unitades
 CUERPO DEL PAQUETE: definición de subprogramas, etc



Bibliotecas = agrupación de unidades de diseño

Sistemas Digitales (SIDI)

6

2.2: El lenguaje VHDL


2.2.1 Ejemplos básicos y estilos dedescripción.


Unidades de diseño (II)

puertos

ENTIDAD
BIBLIOTECA

ARQUITECTURA_1
CONFIGURACIÓN
ARQUITECTURA_2

Sistemas Digitales (SIDI)

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2.2: El lenguaje VHDL


2.2.1 Ejemplos básicos y estilos de descripción.


Unidades de diseño(III)
library mi_biblioteca;
use mi_biblioteca.puertas.all;

BIBLIOTECA “mi_biblioteca”
paquete “puertas”

paquete “funciones”

+
*
/

Sistemas Digitales(SIDI)

paquete “tipos”
type byte is ...
subtype word is ...

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2.2: El lenguaje VHDL


2.2.1 Ejemplos básicos y estilos de descripción.


Unidades de diseño
 ENTIDAD: nombre del dispositivo, parámetros, señales
de entrada y salida (puertos)
valor por defecto

entity identificador is
[generic (lista_id_parámetros: tipo [:=expresión]
{;lista_id_parámetros: tipo [:= expresión]});]
[port...