Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language
Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language (auch VHSIC Hardware Description Language) kurz VHDL ist eine Hardware-Beschreibungssprache, vergleichbar mit einer Programmiersprache, mit der es einfach möglich ist, komplizierte digitale Systeme zu beschreiben.
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Geschichte
VHDL wurde in den frühen 80er Jahren auf Betreiben des US-Verteidigungsministerium (engl. Department of Defense) entwickelt mit dem Ziel einer Vereinheitlichung der Dokumentation und des Datenaustauschs von komplexen digitalen Systemen. Die erste kommerzielle Version wurde 1985 veröffentlicht, sie entstand aus einer Zusammenarbeit von IBM, Texas Instruments und Intermetrics.
VHDL ist durch den IEEE 1076 Standard von 1993 genormt. Gegenüber dem ersten Standard von 1987 (IEEE 1076-1987) wurde die Syntax vereinheitlicht und ergänzt, aber auch einige Konstrukte der alten Syntax entfernt sowie sogar die Semantik einzelner Konstrukte verändert.
Funktionsweise
Bei VHDL arbeitet man nicht mit einzelnen elektronischen Bauteilen, sondern beschreibt das gewünschte Verhalten einer Schaltung auf einer höheren Abstraktions-Ebene. VHDL ermöglicht das schnelle Entwickeln großer und komplexer Schaltungen (z.B. Mikroprozessor mit über 20 Mio Transistoren!), die hohe Effizienz erfordern (zeitlich wie ökonomisch) und unterstützt den Ingenieur bei allen Arbeiten.
So kann ein System simuliert, verifiziert und schließlich eine Netzliste erstellt werden.
Aus der Netzliste können Masken für die Herstellung von MPGAs (mask programmable gate array) oder ähnlichen LSI (Large scale integration)-Chips produziert werden oder sie kann (nach Konvertierung in einen geeigneten Bitstream) direkt in ein FPGA (Field Programmable Gate Array) oder CPLD (Complex Programmable Logic Device) geladen werden.
Ferner hat sich VHDL inzwischen als Standard für die Simulationsmodelle von IP (Intellectual Property) durchgesetzt.
Neben VHDL existiert Verilog. Beide Sprachen sind weltweit die meistgenutzten Hardware- Beschreibungssprachen.
Beispiel: D-Flipflop (behavioural)
ENTITY DFF IS
PORT(D,CLK: in BIT;
Q: out BIT);
END DFF;
ARCHITECTURE Behav OF DFF IS
CONSTANT T_Clk_Q: time := 4.23 ns
BEGIN
PROCESS
WAIT UNTIL CLK'Event AND CLK'Last_Value='0' AND CLK='1';
Q<=D after T_Clk_Q;
END PROCESS;
END Behav;
Beispiel: andere Architektur (Herstellerlibrary)
LIBRARY VendorLib
ARCHITECTURE Vendor OF DFF IS
COMPONENT DFF PORT(D, CLK: in BIT; Qout: out BIT); END COMPONENT;
BEGIN
DFF1: DFF PORT MAP (D => D , CLK => CLK, Qout => Q );
FOR ALL : DFF USE ENTITY VendorLib.Component.Dff;
END Vendor;
Siehe auch
- VLSI (Very large scale integration)
- LSI (Large scale integration)
- Verilog
- MPGA
- FPGA (Field Programmable Gate Array)
- CPLD (Complex Programmable Logic Device)
- ASIC (Application Specific Integrated Circuit)
- IP (Intellectual Property)
- Java Hardware Definition Language
Weblinks
- http://mesl.ucsd.edu/spark/ "C nach VHDL"-Compiler
- http://www.acc-eda.com/vhdlref/ VHDL Online Reference
- http://ghdl.free.fr/ GHDL (freier VHDL-Simulator)
- http://tech-www.informatik.uni-hamburg.de/vhdl/vhdl.html "the Hamburg VHDL archive"
- http://www.jandecaluwe.com/Tools/MyHDL/Overview.html Python MyHDL scripting