VHDL

VHDL ( англ. V HSIC (Very high speed integrated circuits) H ardware D escription L anguage ) - мова опису апаратури інтегральних схем. Мова проектування VHDL є базовою мовою при розробці апаратури сучасних обчислювальних систем.

Був розроблений в 1983 р. за замовленням Міністерства оборони США з метою формального опису логічних схем для всіх етапів розробки електронних систем, починаючи модулями мікросхем і закінчуючи великими обчислювальними системами.

Спочатку мова призначався для моделювання, але пізніше з нього було виділено синтезується підмножина. Написання моделі на синтезованого підмножині дозволяє автоматичний синтез схеми функціонально еквівалентної вихідної моделі. Засобами мови VHDL можливе проектування на різних рівнях абстракції (поведінковому або алгоритмічній, регістрових передач, структурному), в відповідності з технічним завданням та вподобаннями розробника. Закладена можливість ієрархічного проектування, максимально реалізує себе в екстремально великих проектах за участю великої групи розробників. Представляється можливим виділити наступні три складові частини мови: алгоритмічну - засновану на мовах Ada і Pascal і придающую мові VHDL властивості мов програмування; проблемно орієнтовану - по суті і звертається VHDL в мову опису апаратури; та об'єктно-орієнтовану, інтенсивно розвивається останнім часом.

Стандартами 1987, 1991, 1993, 1996, 1997, 1999, 2000, 2002 і 2008 рр.. закріплені багато його удосконалення, так наприклад починаючи зі стандарту VHDL-2000, мова набуває основи об'єктно-орієнтованої парадигми. Стандарт VHDL-93 є останнім, повністю підтримуваним засобами САПР стандартом .

VHDL створений як засіб опису цифрових систем, однак існує підмножина мови - VHDL AMS (Analog Mixed Signal), що дозволяє описувати як чисто аналогові, так і змішані, цифро-аналогові схеми.


1. Стандарти

  • IEEE Std 1076-2002 IEEE Standard VHDL Language Reference Manual
Sponsor: Design Automation Standards Committee of the IEEE Computer Society,
Approved: 26 July 2002, American National Standards Institute,
Approved: 21 March 2002, IEEE-SA Standards Board
  • IEEE Std 1076-2008 IEEE Standard VHDL Language Reference Manual
Approved: 26 September 2008 IEEE SA-Standards Board
  • ГОСТ Р 50754-95 Мова опису апаратури цифрових систем VHDL. Опис мови

2. Відкрите апаратне забезпечення, що використовує VHDL

На мові VHDL створені опису відкритих мікропроцесорів ERC32 ( SPARC V7) і LEON (SPARC V8). Вихідний код доступний під ліцензіями LGPL і GPL відповідно.

3. Верифікація в VHDL

На основі мови VHDL'2008 розроблена Open Source VHDL Verification Methodology (OS-VVM), яка дозволяє реалізувати функціональне покриття і керовану генерацію псевдовипадкових тестів, що використовується при верифікації цифрових функціональних блоків. В рамках OS-VVM написано кілька VHDL пакетів, з відкритими початковими кодами, які дозволяють досить просто виконувати генерацію псевдовипадкових тестів і інтелектуальне функціональне покриття в своїх проектах, використовуючи функції описані в пропонованих пакетах CoveragePkg і RandomPkg. OS-VVM надає аналогічні можливості, які існують в інших мовах верифікації ( SystemVerilog або e).


Література

  • Бібіло П.М. Основи мови VHDL: Навчальний посібник. Вид. 5-е. - М .: Книжковий дім "ЛІБРОКОМ", 2012. - 328 с. - ISBN 978-5-397-02584-3
  • Суворова Є., Шейнін Ю. Проектування цифрових систем на VHDL. - СПб. : BHV, 2003. - С. 576. - ISBN 5-94157-189-5
  • Грушвіцкій Р. І., Мурсаев А. Х., Угрюмов Е. П. Проектування систем на мікросхемах з програмованою структурою. - С-Пб.: БХВ-Петербург, 2006. - С. 736. - ISBN 5-94157-657-9
  • Бабак В. П., Корченко А. Г., Тимошенко Н. П., Філоненко С.Ф. VHDL. Довідковий посібник з основ мови. - М .: Додека - XXI, 2008. - С. 224. - ISBN 978-5-94120-169-3