VHDL数字系统设计

第1章概论

1．1数字集成电路分类

1．1．1按生产工艺分类

1．1．2按生产目的分类

1．1．3按制造方法分类

1．2编程逻辑器件简介

1．2．1PLD的分类

1．2．2PLD的发展历程

1．3数字系统的设计工具与设计流程

1．3．1数字系统设计自动化技术的发展历程

1．3．2数字系统的设计流程

1．4知识产权核(Core，IPCore)

1．5数字系统设计中的其他问题

1．5．1优化设计

1．5．2时钟信号与复位信号设计

1．5．3数字系统的可观察性设计

1．6本章小结

1．7习题

第2章硬件描述语言VHDL入门

2．1VHDL的由来

2．2位全加器的描述实例

2．3基本的VHDL模型结构

2．3．1设计实体

2．3．2实体声明

2．3．3结构体

2．4VHDL标识符

2．4．1基本标识符

2．4．2扩展标识符

2．5VHDL对象

2．6VHDL数据类型和子类型

2．6．1文字

2．6．2标量类型

2．6．3复合类型

2．6．4子类型

2．6．5类型转换

2．7属性

2．8运算符与聚合赋值

2．8．1算术运算符

2．8．2逻辑运算符

2．8．3关系运算符

2．8．4连接运算符

2．8．5聚合赋值

2．9本章小结

2．10习题

第3章VHDL基本语句

3．1仿真与延迟

3．1．1仿真△机制

3．1．2延迟

3．2进程语句与WAIT语句

3．2．1进程语句

3．2．2WAIT语句

3．3顺序语句

3．3．1变量赋值语句

3．3．2信号赋值语句

3．3．3多驱动源信号决断信号

3．3．4IF语句

3．3．5CASE语句

3．3．6NULL语句

3．3．7LOOP语句

3．3．8NEXT语句与EXIT语句

3．3．9过程调用语句与RETURN语句

3．3．10断言语句与REPORT语句

3．4并行语句

3．4．1块语句

3．4．2并行信号赋值语句

3．4．3并行过程调用语句

3．4．4并行断言语句

3．4．5元件例化语句

3．4．6生成语句

3．5本章小结

3．6习题

第4章VHDL深入

4．1子程序

4．1．1函数

4．1．2过程

4．2程序包和设计库

4．2．1程序包

4．2．2预定义程序包

4．2．3十字路口交通信号灯控制器

4．3重载

4．3．1子程序重载

4．3．2运算符重载

4．4决断信号与决断函数

4．4．1决断信号的声明

4．4．2决断函数

4．5配置

4．5．1默认连接和默认配置

4．5．2元件配置

4．5．3结构体中声明的元件配置

4．5．4块的配置

4．6本章小结

4．7习题

第5章VHDL描述的实现

5．1EIDA集成软件OuartusII

5．1．1安装OuartusII

5．1．2设置授权文件路径

5．2VHDL描述的硬件实现

5．2．1创建工程项目文件

5．2．2输入设计文件

5．2．3器件设置

5．2．4编译设计项目

5．2．5仿真设计项目

5．2．6下载编程

5．3本章小结

第6章典型电路描述实例

6．1组合逻辑电路描述实例

6．1．1BCD码7段LED显示译码器

6．1．24位数值比较器

6．1．3双4位缓冲器

6．1．48位双向缓冲器

6．2触发器描述实例

6．2．1主从式J-K触发器

6．2．2D触发器

6．3时序逻辑电路描述实例

6．3．1整数分频器

6．3．2串行输入、并行输出移位寄存器

6．3．3并行输入、串行输出移位寄存器

6．3．4单脉冲发生器

6．3．5波形发生器

6．3．6HDB3编码器

6．4本章小结

第7章常用程序包

7．1STD库中的程序包

7．1．1标准程序包STANDAD

7．1．2文本输入／输出程序包TEXTIO

7．2IEEEVHDL库中的常用程序包

7．2．1标准逻辑程序包STDLOGIC1164

7．2．2标准逻辑算术程序包STDLOGICARITH

7．2．3标准逻辑无符号数组扩展程序包STDLOGICUNSIGNED

7．2．4标准逻辑带符号数组扩展程序包STDLOGICSIGNED

7．3本章小结

附录AVHDL保留字

附录BVHDL预定义属性

B．1类型和子类型的属性

B．2数组的属性

B．3其值为信号值的属性

B．4其值与信号有关的属性

B．5为块和设计实体声明的属性

参考文献

　　本书包含5部分内容，第1章从数字集成电路和可编程逻辑器件的基本知识入手，逐步介绍数字系统的设计工具和设计方法，以及与之相关的知识产权核和优化设计等概念；第2章至第4章将硬件描述语言VHDL作为设计手段，介绍基于VHDL的数字系统设计方法；第5章通过一个具体实例展示了VHDL，描述的硬件实现过程；第6章展示了一些典型数字单元电路的VHDL描述实例；第7章将一些常用程序包的源代码特别是包体的源代码介绍给读者，以便了解VHDL共享机制的描述技巧。本书适合电子信息工程、通信工程、计算机、自动化等专业师生，也可作为授课教材或者主要参考书。　　这是一本重点介绍硬件描述语VHDL及其数字系统设计、应用的专业图书。　　全书包含5部分内容，第1章从数字集成电路和可编程逻辑器件的基本知识入手，逐步介绍数字系统的设计工具和设计方法，以及与之相关的知识产权核（IPCore）和优化设计等概念；第2章至第4章将硬件描述语言VHDL作为设计手段，介绍基于VHDL的数字系统设计方法；第5章通过一个具体实例展示了VHDL，描述的硬件实现过程；第6章展示了一些典型数字单元电路的VHDL描述实例；第7章将一些常用程序包的源代码特别是包体的源代码介绍给读者，以便了解VHDL共享机制的描述技巧。　　本书内容浅显，逻辑清晰，知识与实例紧密结合，适合电子信息工程、通信工程、计算机、自动化等专业师生，也可作为授课教材或者主要参考书。