VHDL芯片設計

第1章  VHDL設計概念        1
1.1  數(shù)字電路設計簡介        1
1.2  ASIC和FPGA組件比較        2
1.2.1  ASIC        2
1.2.2  FPGA        4
1.3  FPGA和ASIC設計流程簡介        5
1.4  數(shù)字電路設計所需考慮的因素        7
第2章  EDA軟件介紹        10
2.1  功能仿真軟件ModelSim        10
2.1.1  ModelSim簡介        10
2.1.2  建立一個新的項目        11
2.1.3  基本VHDL仿真        14
2.1.4  除錯        16
2.1.5  Finding names and values        19
2.1.6  使用Wave窗口        20
2.1.7  性能分析器仿真        22
2.1.8    Code Coverage仿真        25
2.1.9  ModelSim 常用指令集        28
2.2  綜合工具Synplify        30
2.2.1  Synplify簡介        30
2.2.2  Synplify的特色        31
2.2.3  Synplify FPGA設計流程        32
2.2.4  安裝事項        32
2.2.5  Synplify用戶接口        33
2.2.6  設定源文件        33
2.2.7  檢查源文件        35
2.2.8  RTL View        35
2.2.9  Synplify Altera Flow        37
2.3  Altera MaxplusII EDA Tool        42
2.3.1  Maxplus Ⅱ版本介紹及安裝方式        43
2.3.2  設計輸入        53
2.3.3  功能仿真        57
2.3.4  平面布局        64
2.4  結(jié)論        70
第3章  初探HDL語言        71
3.1  HDL的好處        71
3.2  VHDL和Verilog的比較        71
3.3  如何選擇電路的結(jié)構(gòu)        72
3.4  HDL程序的組成        73
3.5    HDL程序結(jié)構(gòu)        77
第4章  基本VHDL要素        79
4.1  標識符        79
4.2  數(shù)據(jù)對象        80
4.3  數(shù)據(jù)類型        82
4.3.1  標量數(shù)據(jù)類型        82
4.3.2  復合數(shù)據(jù)類型        84
4.3.3  數(shù)組數(shù)據(jù)類型        84
4.3.4  記錄數(shù)據(jù)類型        85
4.4  運算操作符        85
第5章  VHDL行為模型        91
5.1  簡介        91
5.2  實體聲明        91
5.3  結(jié)構(gòu)體        92
5.4  進程語句        93
5.5  變量賦值語句        94
5.6  信號賦值語句        95
5.7  Wait 語句        95
5.8    if語句        97
5.9  Case 語句        100
5.10  Null 語句        104
5.11  Loop語句        104
5.12  Exit 語句        109
5.13  Next 語句        109
5.14  Assertion 語句        110
5.15  Report 語句        111
5.16  信號賦值語句進階探討        112
5.16.1  慣性延遲模型        112
5.16.2  傳輸延遲模型        113
5.17  建立信號波形        113
5.18  多進程        114
第6章  數(shù)據(jù)流模型        117
6.1  簡介        117
6.2  并發(fā)性信號賦值語句        117
6.3  并發(fā)性與順序性信號賦值        118
6.4  探討Delta delay        119
6.5  條件信號賦值語句        121
6.6  選擇信號賦值語句        122
6.7  Unaffected值        123
6.8  塊語句        124
第7章  結(jié)構(gòu)化模型        127
7.1  簡介        127
7.2  簡單的范例        127
7.3  元件聲明        128
7.4  元件實例化        130
7.5  層次式結(jié)構(gòu)        131
7.6  其他范例        134
第8章  VHDL中的屬性和配置        142
8.1  簡介        142
8.2  數(shù)值屬性        142
8.2.1  數(shù)值類型屬性        143
8.2.2  數(shù)值數(shù)組屬性        143
8.2.3  數(shù)值塊屬性        144
8.3  函數(shù)屬性        144
8.3.1  函數(shù)類型屬性        144
8.3.2  函數(shù)數(shù)組屬性        145
8.3.3  函數(shù)信號屬性        147
8.4  類型屬性        148
8.5  范圍屬性        148
8.6  信號屬性        149
第9章  層次式模塊化設計        151
9.1  簡介        151
9.2  類屬和配置        151
9.2.1  類屬        151
9.2.2  配置        153
9.3  生成語句        162
第10章  子程序及包        167
10.1  簡介        167
10.2  子程序        167
10.2.1  函數(shù)        167
10.2.2  過程        170
10.3  運算符重載        171
10.4  包        175
10.4.1  包聲明        175
10.4.2  包主體        177
第11章  組合邏輯電路設計        180
11.1  簡介        180
11.2  多選器設計        180
11.3  編碼器設計        183
11.4  優(yōu)先級編碼器設計        187
11.5  譯碼器設計        189
11.6  含有使能的譯碼器設計        192
11.7  四位地址譯碼器設計        194
11.8  使用Generic N to M 位的二進制譯碼器        197
11.9  比較運算符        200
11.10  算術(shù)邏輯單元設計        202
第12章  時序邏輯電路設計        205
12.1  簡介        205
12.2  D型觸發(fā)器        205
12.3  觸發(fā)器應用電路        212
12.3.1  延遲電路        212
12.3.2  微分器電路設計        214
12.4  計數(shù)器設計        216
12.5  同步計數(shù)器電路設計        220
12.6    分頻電路設計        220
第13章  狀態(tài)機設計        227
13.1  狀態(tài)機簡介        227
13.2  Moore 狀態(tài)機        227
13.3  Melay 狀態(tài)機        231
第14章  測試平臺        234
14.1  簡介        234
14.2  如何寫測試平臺        234
14.3  波形產(chǎn)生器        235
14.3.1  重復性和非重復的測試樣本        235
14.3.2  使用向量的方式        238
14.4  整數(shù)轉(zhuǎn)換成time數(shù)據(jù)類型        240
14.5  將結(jié)果保存為文本文件        240
14.6  從文本文件中讀取向量        242
第15章  RTL Coding Guideline        245
15.1  簡介        245
15.2  初探Coding Guideline        245
15.3  基本的代碼注意事項        245
15.3.1  一般的命名方式        245
15.3.2  結(jié)構(gòu)名稱命名規(guī)則        246
15.3.3  標題文件的注意事項        246
15.3.4  注釋        247
15.3.5  一行的長度        248
15.3.6  縮進        248
15.3.7  Port的順序        248
15.3.8  端口映射和類屬映射        249
15.3.9  實體、結(jié)構(gòu)和配置        250
15.3.10  使用函數(shù)        250
15.3.11  使用Loops和Arrays        250
15.3.12  使用有意義的標記名稱        251
15.4  可移植性        252
15.4.1  使用IEEE 標準類型        252
15.4.2  不要使用實際的數(shù)值        252
15.4.3  包        253
15.4.4  轉(zhuǎn)換（VHDL至Verilog）        253
15.5  有關(guān)Clock和Reset的準則        253
15.5.1  避免使用混合頻率觸發(fā)        253
15.5.2  避免對頻率信號做處理        254
15.5.3  避免內(nèi)部產(chǎn)生頻率信號        254
15.5.4  門時鐘和低功率設計        255
15.5.5  避免內(nèi)部產(chǎn)生Reset信號        255
15.6  Coding for Synthesis        256
15.6.1  觸發(fā)器的寫法        256
15.6.2  避免鎖存器        257
15.6.3  避免使用組合邏輯的反饋        262
15.6.4  完整的敏感表        262
15.6.5  信號和變量賦值        264
15.6.6  Case語句與if-then-else 語句        264
15.6.7  狀態(tài)機的編程風格        265
15.6.8  Partitioning for Synthesis        267
第16章  高級設計范例        269
16.1    數(shù)字鬧鈴電路設計        269
16.2  最大公因子電路設計及驗證        278
16.2.1  設計要求        278
16.2.2  設計概念        278
16.2.3  測試平臺的設計        285