VHDL在数字集成电路设计中的应用

郑城

摘 要：随着现代社会的不断发展，数字电子技术得到了飞速的发展，传统的数字电路设计方面已经不能满足现代化的数字集成系统的设计需求和要求，因此需要在硬件的基础上进行电子设计。在这个过程当中，VHDL可以说是一个现代化的数字集成电路设计语言的先驱，成为了现代电子产品设计电路的重要组成部分之一，因此需要做出全面的分析，不断的应用在数字集成电路的设计当中。本文首先对VHDL进行了概述；其次对于VHDL在数字集成电路当中的实际应用做出了分析和研究。

关键词：VHDL；数字集成电路；应用

在现代社会的发展过程当中，数字化的发展得到了相当迅速的应用，在数字集成电路当中得到了广泛的应用。在现代化的信息高速公路、多媒体电脑以及数字电视等多个方面都需要应用到数字集成电路。在数字集成电路的应用过程当中，需要根据实际情况来进行更新换代。在现代产品的功能当中，需要进行不断的增加，对产品的外观和尺寸需要不断的缩小，从而最大限度的缩短设计的周期和时间，从而提高产品本身的生命周期。在此基础上，需要进行现场可编程逻辑器件的应用，主要以计算机来做为开发工具，采取系统的开发方案来进行设计和实行，最终实现数字化的发展。

1 VHDL概述

VHDL，可以对数字系统的结构、行为以及功能和接口等多种属性做出描述，其中所具备的语言形式和描述风格都和句法是类似的，属于一种计算机高级语言。在VHDL的程序特点当中，主要是将一项工程来进行分为外部和内部进行分析。在对一个设计实体进行外部界面定义之后，就可以直接调用该实体进行编程操作。在这个过程当中，需要将设计实体分为内部和外部进行分析，成为了VHDL系统设计的基本点。在这个过程当中，还具备以下几个方面的特点和特性：

首先，和其硬件描述的语言相比较而言，VHDL对于行为的描述更为贴切，成为了系统设计领域当中的最佳硬件描述语言。其次VHDL具备丰富的仿真语言和库函数，可以对大规模的集成电路设计早期存在的系统功能可行性进行检查，对于设计实现功能仿真、时序仿真，从而在设计的初期就可以对整个工程的可行性做出决策，在缩短了决策设计周期的同时，还可以最大限度的减少研发成本。另外，VHDL语句当中对于行为能力的描述和程序结构的重组都具有相当大的支撑，并且还可以实现对已经设计好的功能进行再次利用。进行充分的利用其它模块和软核，从而将各方面的模块资源进行利用，最终实现事半功倍的效果和目标。同时，在VHDL的设计完成过程当中，需要利用一定的软件工具来实现逻辑的综合和优化，在这个过程当中，需要将VHDL自动的转换成为门级网表的形式。在此种设计方式下，可以最大限度的打破传统设计当中存在的瓶颈现象，在减少了电路设计时间的同时，还可以降低开发的成本，实现设计周期的减少和缩短。最后，在VHDL中，对于设计的描述是具备相对的独立性的，在设计者当中，在不懂硬件结构的情况下，也可以不必关心最终设计的目标器件，也就是说VHDL的硬件描述和具体的工艺结构和平台设计是没有关系的。

在VHDL基本程序的结构当中，属于一个相对完整的VHDL设计，其中主要是分为以下几个方面来共同构成的，其中分别是库程序包、实体、结构体以及配置等，在每一个部分当中，都占据着重要的作用，其中只存在着一个实体和一个与之对应的结构体，如图1所示。

2 VHDL在数字集成电路设计当中的应用

VHDL在数字集成电路的设计当中，需要进行全面的分析和了解，在本文当中主要分为以下几个方面拉进行了分析：

1）基本界面的设计和应用。在VHDL系统当中，属于一种系统语言，在实际的应用过程当中，需要在数字编码的基础上进行集成电路的设计，其中，在VHDL的设计当中，需要进行几个部分的设计，其中电子集成电路当中进行应用的时候，在数字集成电路的数据分析集合体的应用当中，需要最大限度的保障电路设计结构的数据结构状态，在对于实体端口的设计当中，需要根据程序包的方式来进行实现。在结构优化的过程当中，需要根据实际的系统设计方式来进行优化设计，并且在结构体当中，需要根据实体所接收到的电路设计信息，将信息进行转化为具体的电路操作，最后就需要进行电子集成电路结构的选择和数字电路设计的结构集合，最终保证数字集成电路的基本结构可以设计完成。

2）多平台的融合。VHDL系统当中，在兼容性和靈活性方面是相当巨大的，因此在进行设计的过程当中，可以充分发挥其特点，实现数字集成电路的多平台融合应用。在数字集成电路的设计当中，具备了多样性，可以保证电子数字平台的应用系统保持传输和惯性延迟传播，从而完善了数据多平台的数据传输结构；同时，在VHDL系统当中，可以实现同步电流传输、异步电路传输的现象，实现智能化的外接系统，最后达到系统多平台资源的综合应用，实现数字集成电路设计结构的融合应用。

3）集成化运行。VHDL系统在现代数字集成电路当中的设计应用，需要在传统数字电路设计当中所存在的分散化管理进行集成化的处理和管理，保证其在实际的运用过程当中，可以对电路结构起到一个全面的保障作用。在进行项目运行速度的测试方面，需要将其和内部结构进行合作测试，从而可以对程序当中的数据存储功能进行发挥。在灵魂多样性的系统结构方面电路设计是相当灵活的，可以实现高速的运转，从而降低电路设计的成本运算。

4）编程设计融合VHDL。在数字集成电路设计当中，需要最大限度的对集成电路的设计进行编程设计得综合分析，其中需要实现项目的输入、编辑、校验以及编程，在现代数字集成电路设计的过程当中，实现新型电路的结构程序设计。在VHDL的系统结构设计当中，需要实现语言编码的方式来进行项目运行进度的实现，利用内部结构的运作结合，保证其中的时序功能和数据存储功能可以应用到外部语言程序的系统程序化管理当中，最终可以对数字化集成电路设计项目的程序实现结构编程化的管理。

5）模块工具的集中化。VHDL，在电路设计系统的过程当中，属于一种融合性和系统性相对较高的系统，在语言运行编码方面的独立性是相对较高的，因此在模块工具系统的设计方面具有相对较高的综合性，最大限度的实现集成电路设计得模块化管理。在这个过程当中，需要在层次性模块的方式进行系统规划。因此利用VHDL可以利用预先存储的数据来实现对应用需求的分析获取，从中利用数据信息来实现数字电路资源的需求分析，最终应用在电路结构设计当中，达到提升综合能力的效果和目标。

6）进制计算融合。VHDL在数字集成电路当中的应用，需要在现代化的数字计算程序当中进行实现和应用，其中对于VHDL语言的运行需要依托与计算程序的运行，其中包括十进制的计算程序和常用的二进制计算程序。但是都需要进行VHDL语言编程的基础，来实现数字化集成电路系统设计的整体运行，外部硬件系统与内部电路集成设计系统之间建立数据运行的合理对接，从而到达VHDL在数字集成电路设计中运用、发挥实际的设计规划作用。

3 结语

综上所述，在VHDL语言的应用过程当中，需要实现数字电路的设计过程，可以说是一个以软件为核心，和器件相配置结合的过程，在这个过程当中，和具体的硬件是没有关系的，在实际的应用过程当中，具备了很强的电路系统和建模能力，可以从多个层次当中来实现对数字系统的设计，设计数字电路方面变得更加灵活，其设计周期也可以最大限度的减少，最终达到提升设计效率的目标。

参考文献

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