【FPGA学习笔记】VHDL语言（一）

一、简介

一个VHDL语言通常包括实体（entity），结构体（architecture），配置（configuration）,包（package），库（library）。

VHDL核心代码包括两部分：
1、实体描述部分；
2、结构体描述部分
一个·设计单元必须包括实体部分和结构体部分。

LIBRARY library_name ;  --调用库
USE _library_name.package_name.ALL;--_library_name.package_name.ALL是库中的文件
ENTITY entity_name IS   --实体定义
	GENERIC --类属性定义
	(
		_parameter_name  :  string   := _default_value;
		_parameter_name  :  integer  := _default_value;
	);
	PORT --端口定义
	(
		_inpout_name,_input_name : IN STD_LOGIC;
		_input_vector_name       : IN STD_LOGIC_VECTOR(_high DOWEN TO _LOW);
	);
END entity_name;

ARCHITECTURE architecture_name OF entity_name IS --结构体定义
	SIGNAL _signal_name  :  STD_LOGIC;
	SIGNAL _signal_name  :  STD_LOGIC;
BEGIN
	--...
END architecture_name;

二、实体entity

描述一个设计单元的外部特征，简单说是描述硬件设计的外部引脚。
包括类属性语句（generic）和端口语句（port）。
1、类属性语句（GENERIC）（可选）
定义静态参数，如时间参数，总线宽度。
2、端口（PORT）

PORT（端口名 ：端口模式 数据类型）；

端口模式：IN
OUT
BUFFER 可以流出实体和作为内部反馈，不可作为双向端口。
INOUT 可以流入流出，可以作为内部反馈。

三、结构体architecture

结构体包括说明语句和功能描述语句
说明语句：信号，常数，数据类型，函数的定义；
功能描述：主体部分，具体描述结构体功能，位于begin，end之间。

并发处理语句包括赋值语句，进程语句，元件例化，块语句，子程序等。

四、配置configuration

可以把特定的结构体关联到一个确定的实体。比如定义了一个实体，该实体有三个结构体(a,b,c)，每个结构体都有特定个功能，最后配置语句可以选择指定一个结构体(例如a)为该实体的结构体。

CONFIGURATION configuration_name OF entity_name IS --configuration_name为配置名
	FOR architecture_name --architecture_name为要配置的结构体名
	END FOR;
END configuration_name;

五、库

1、VHDL库

包括IEEE库，STD库，ASIC矢量库，WORK 库，用户自定义库。

LIBRARY library_name;--library_name为库名
USE _library_name.package_name.item_name;--library_name.package_name.item_name为包集合名（库名.包名.项目名）

2、程序包

用来存放各个设计实体都可以共享的数据类型，子程序说明，属性说明，元件说明。
程序包包括两部分，程序包首和程序包体。
程序包首：说明数据类型，子程序，常量，原件，属性，属性指定。
程序包体：规定实际功能。

程序包包首定义：

PACKAGE pac1 IS                            --程序包包首定义
	TYPE BYTE IS RANGE 0 TO 255;		   --定义数据类型BYTE
	SUBTYPE NIBBLE IS BYTE RANGE 0 TO 15;  --定义子类型NIBBLE 
	CONSTANT BYTE_FF:BYTE := 255;          --定义常数BYTE_FF
	SIGNAL ADDEND:NIBBLE;				   --定义信号ADDEND 
	COMPONENT BYTE_ADDER				   --定义元件BYTE_ADDER
		PORT(A,B IN BYTE);
	END COMPONENT;
	FUNCTION MY_FUNCTION (A: IN BYTE) RETURN BYTE;  --定义函数MY_FUNCTION
	END pac1;
END pac1;