LIMBAJUL VHDL - 2

UNITI DE PROIECTARE

Uniti de proiectare primare entitate (interfaa sistemului) specificaie de pachet (vedere extern a

posibilitilor puse la dispoziie) configuraie (asociere component - model)

UNITI DE PROIECTARE

Uniti de proiectare secundare arhitectur (descrierea sistemului) corp de pachet (descrierea intern a

funcionalitilor)

UNITI DE PROIECTARE

Entitateentity nume_entitate is

{generic (list de parametri generici)}{port (list de porturi)}{begin

list de instruciuni concurente}end {nume_entitate}

UNITI DE PROIECTARE

Entitate numele entitii - unic n biblioteca

respectiv parametri generici - pentru a reutiliza

entitile port - informaii pentru semnale de interfa

(nume, mod, tip, valori iniiale)mod - cuvinte rezervate - specific direcia

semnalelormod: in, out, inout, buffer, linkage

UNITI DE PROIECTARE

Arhitecturarhitecture nume_arhitectur of nume_entitate is

... Zona de declaraii (tipuri, semnale, constante,funcii, proceduri, componente)

begin... Instruciuni concurente

end {nume_arhitectur}

UNITI DE PROIECTARE

Arhitectur tipuri de descriere: structural - interconectare de alte cutii negre comportamental - funcional flux de date - descriere algoritmichibrid - combinaii ntre primele 3

la o entitate - mai multe arhitecturi posibileObservaie - entitatea i arhitectura trebuie

s se gseasc n aceeai bibliotec

UNITI DE PROIECTARE

Arhitectur nume_entitate trebuie s corespund cu

numele dat entitii arhitectura face parte din domeniul

concurent nu se admit declaraii devariabile

funcionalitatea descris de instruciuniconcurente care se execut asincron

UNITI DE PROIECTARE

Specificaie de pachetpackage nume_pachet isdefiniii;. . . -- coninutul pachetului;declaraii;end nume_pachet;

UNITI DE PROIECTARE

Corp de pachetpackage body nume_pachet is{declaraii interne} -- subprograme;end nume_pachet;

UNITI DE PROIECTARE

Corp de pachet conine algoritmii (strict secveniali) pentru

subprograme face parte din domeniul secvenial - nu se

pot declara semnale

UNITI DE PROIECTARE Configuraieconfiguration nume_configuraie of nume_entitate is{Zona declarativ (numai clauza use i specificareaatributelor)}{Zona rezervat configuraiei}

end {nume_configuraie}for eticheta_instanei_componentei :

nume_component use entity nume_entitate(numele_arhitecturii){parametrii generici}{corespondena porturi formale / porturi actuale};

end for;

UNITI DE PROIECTARE

Configuraie descrie corespondena dintre componente

(declarate n arhitecturi structurale sauhibride) i arhitecturi precizate pentru entitate

SEMNALE

Comunicaie procesul comunicrii - implic transmiterea

informaiei: surs - destinaie semnal - purttor de informaie n general - semnal = fenomen fizic care se

poate modifica n timp i/sau n spaiu, iarmodificrile se pot specifica prin instruciuniformale

semnale: electrice, mecanice, acustice,optice

SEMNALE

Clasificarea semnalelor (i n VHDL) externe - purttoare de informaie ntre

dispozitive reprezint interfaa n VHDL se declar numai n entitate

interne - purttoare de informaie n interioruldispozitivelornu sunt vizibile n VHDL se declar numai n arhitecturi

SEMNALE

Semnale electrice rol esenial n orice dispozitiv electronic permit analizarea relaiilor temporale n VHDL semnalele conin i informaii

prezente i viitoare (istoria - history) linii de semnal: singulare (de ex.: Clock) - o sigur valoare binarmultiple (magistrale) - combinaie de valori binare

(vectori de bii)

SEMNALE

Semnale n VHDL n VHDL semnalul = corespunde

reprezentrii hardware a conceptului depurttor de informaie

reprezentarea = structur de date simplsau complex, funcie de tipul datelor purtatede semnal

declaraiile de semnal - n domeniulconcurent (entitate i arhitectur)

SEMNALE

Semnale n VHDL acces la valori trecute, prezente i viitoare -

prin pilot (driver) de semnal se memoreaz evenimentele care indic o

schimbare de valoare la un moment de timpbine definit

pot fi modificate numai valorile(evenimentele) viitoare

SEMNALE

Semnale n VHDL operaia de atribuire a unei valori:prin conectare la un port de ieire a unei

componente n domeniul concurent (corespunde descrierii flux

de date) n domeniul secvenial

SEMNALE Declararea semnalelor semnale externeport - canal de comunicare dinamic ntre o

entitate (sau un bloc) i mediul nconjurtor caracteristici:

nume mod - sensul fluxului de informaie tip eventual valoare iniial

semnale interne cuvnt cheie signal fr declaraie de mod

SEMNALE

Vizibilitatea semnalelor determinat de locul declaraiei reguli: semnal declarat n pachet - vzut de unitile de

proiectare care utilizeaz pachetulorice port - vzut n toate arhitecturile entitii semnal declarat n zona de declaraii a

arhitecturii - vzut numai n arhitectura respectiv semnal declarat ntr-un bloc din arhitectur -

vzut doar n acel bloc

SEMNALE

Asignarea semnalelor instruciunile de asignare de valori modific

valoarea viitoare (modific piloii) element de form de und - o pereche

valoare + after + ntrziere valoare tip compatibil cu semnalulpoate fi:

constant rezultatul unei expresii

SEMNALE

Asignarea semnalelor ntrzieriobligatoriu de tip Timeapar obligatoriu n ordine cresctoare

ntrziere nulnu exist dispozitive fizice care nu au timpi de

propagare a semnalelor electrice (ntrzieri) ntrziere delta - reprezint o cauzalitate - este o

ntrziere nul pentru simulare

SEMNALE

Asignarea semnalelor 2 dimensiuni ale timpului timp real

vzut de proiectant se msoar n pai de simulare folosete uniti de timp Time

timp delta gestionat de simulator n fiecare pas de simulare se aloc felii de timp

infinitezimal pt. a gestiona succesiunea asignrilor exprimarea cauzalitii generate de succesiunea

asignrilor

SEMNALE

Asignarea semnalelormodele de transmisie inerial

filtrare impulsuri mai mici dect timpul de transmisie modul implicit

transport cuvnt cheie: transport transmiterea oricrui impuls, indiferent de durata sa

PARAMETRI GENERICI

Scop transmiterea unei informaii statice unui

bloc blocuri generice = blocuri parametrizate n interiorul blocurilor vzui ca i constantemanipulai ca i constante

PARAMETRI GENERICI

Blocuri generice entitate se poate compila se gsete n bibliotecperechea entitate/arhitectur nu se poate simula

bloc intern declarat cu blocknu poate fi instaniat din exteriorul arhitecturii n

care se gsete i nici din interior se poate instania doar n momentul declarrii

PARAMETRI GENERICI

Parametri declarai generici dimensiuni de obiecte complexe (vectori,

magistrale ) iteratori pt. bucle for parametri de temporizare: ntrzieri timp de setup timp de hold timpi de comutare

PARAMETRI GENERICI

Sintaxageneric (parametru1 {, alt_parametru} : tip_ parametru

{:= valoare_implicit};parametru2 {, alt_parametru} : tip_ parametru{:= valoare_implicit}; ..parametruN {, alt_parametru} : tip_ parametru{:= valoare_implicit});

PARAMETRI GENERICI ExempluPOARTA_I_NU: blockgeneric (nr_intrri: Natural := 3);port (intrri: in Bit_Vector (1 to nr_intrri); ieire: out Bit);generic map (nr_intrri => 4); -- Instanierea unei pori I-NU cu 4 intrribegin--Zona de instruciuni din cadrul bloculuiprocess (intrri)variable V: Bit := 1;beginfor I in 1 to nr_intrri loop

V:= V nand intrri(I);end loop;ieire

CONSTANTE

Scop informaie static declarat n interiorul

modelului arhitectur valoare de iniializare care nu mai poate fi

modificat tipul valorii de iniializare identic cu cel din declaraienu poate fi acces sau fiier

declarare de constant cu valoare amnat -n specificaie de pachet

OPERATORI

Clase i prioriti 7 clase, cu prioritate cresctoare de la 1 la 7:1. operatori logici: and, or, nand, nor, xor, xnor2. operatori relaionali: =, /=, =3. operatori de deplasare: sll, slr, sla, sra, rol, ror4. operatori de adunare: +, -, &5. operatori de semn: +, -6. operatori de nmulire: *, /, mod, rem7. operatori diveri: **, abs, not

OPERATORI

Caracteristici operatorii logicipredefinii pentru realizarea operaiilor logice: I,

SAU, I-NU, SAU-NU, SAU-EXCLUSIV,COINCIDENoperanzi de tip Boolean (False, True) i Bit (0,

1) funcionali pe vectori de elemente de tip Boolean

sau Bit, dac au aceeai lungime

OPERATORI

Caracteristici operatorii relaionali rezultat de tip Boolean (False, True)= i /= nu sunt definii pt. tip fiier la tipurile enumerate, primul element este

considerat cel mai mic exemplu: la tipul Boolean, False e mai mic dect True

OPERATORI

Caracteristici operatorii de deplasare - binariopereaz pe vectori cu elemente de tip Bit sau

Boolean operatorii de adunare - binari& - definit pe vectori (tipul String = vector de

caractere) operatorii de semn - unariau prioritate mai mic dect nmulirea

utilizarea parantezelor pt. evitarea erorilor

OPERATORI

Caracteristici operatori de nmulire - binari operatori diveri ** - ridicare la putere

operandul din stnga de tip ntreg sau flotant puterea - obligatoriu tip ntreg

abs - pe orice tip numericnot

operator logic, unar opereaz pe obiecte de tip Boolean i Bit i pe vectori

de astfel de elemente

TIPURI DE DATE GeneralitiVHDL puternic tipizat fiecare semnal, variabil, constant are un tip

(definit nainte de utilizare)parametrii procedurilor i funciilor i rezultatul

returnat de funcii - au obligatoriu un tip tipizarea obiectelor - protejeaz instruciunile

de atribuire nivel de abstractizare relativ la

implementarea structurilor de date prinasociere de reprezentare simbolicindependent de partea hardware

TIPURI DE DATE

Tipuri de date 4 tipuri de date: scalare - valoarea constituit dintr-un element compuse - valoarea constituit din mai multe

elementeacces (pointeri) fiier

TIPURI DE DATE

Clase de obiecte - familii de tipuri

Constante Variabile Semnale FiiereScalare DA DA DA NUCompuse DA DA DA NUAcces NU DA NU NUFiier NU NU NU DA

TIPURI DE DATE

Tipuri scalare 4 tipuri: enumerate, ntregi, flotante, fizice ordonate (pot fi comparate) interval de validitate - restrnge valorile

posibile range expresie 1 to expresie2; range expresie 3 downto expresie4;

TIPURI DE DATE Tipuri scalare enumerate type Nume is (valoare_simbolic1, valoare

simbolic2, ...); simbolurile: identificatori sau caractere predefinite n pachetul Standard: type Boolean is (False, True); type Bit is (0, 1); type Severity_Level is (Note, Warning, Error,

Failure);Character - toate caracterele admise n VHDL

poziia - induce relaia de ordine ntreelemente

TIPURI DE DATE

Tipuri scalare ntregi sunt definii operatorii aritmetici n declaraie se indic domeniul (range)exemplu: type Nume is range 1 to 15;

tipul Integer predefinit n pachetul Standard tipurile Positive i Natural - subtipuri ale

Integer conversie implicit n Universal_Integer - tip

virtual

TIPURI DE DATE

Tipuri scalare flotante sunt definii operatorii aritmetici n declaraie se indic domeniul (range) tipul Real predefinit n pachetul Standard intervalul domeniului - cu precizie de

minimum 6 cifre dup virgul conversie implicit n Universal_Real - tip

virtual

TIPURI DE DATE Tipuri scalare fizice n VHDL - noiune de unitate de cantitate caracteristici:unitatea de baz intervalul valorilor autorizateeventual colecie de subuniti cu

corespondenele lor sunt definii operatorii aritmetici ntre numr i unitatea de msur - spaiu!!! toate valorile unui tip fizic i toate valorile de

conversie trebuie s fie numere ntregi

TIPURI DE DATE

Tipuri scalare fizice Time - singurul tip fizic predefinit n pachetul

Standard tip utilizat de simulatorunitatea de baz - femptosecundadefinit de un interval cu capetele exprimate pe 64

biiuniti: fs, ps, ns, ms, sec, min, hr

TIPURI DE DATE

Tipuri compuse 2 tipuri compuse: tablouri - colecie de obiecte de acelai tiparticole - colecie de obiecte de tipuri diferite

TIPURI DE DATE

Tipuri compuse tablouri structuri omogeneelementele accesibile pe baza unor indecidefinirea:

specificarea tipului indicarea numrului indecilor (tip discret) specificarea tipului elementelor (fr tipul fiier)

vector - tablou cu un singur index

TIPURI DE DATE

Tipuri compuse tablouri constrnse

intervalul de variaie al indecilor cunoscut cuanticipaie

sensul de variaie a indecilor - specificat cu to idownto

exemple: type Adres is array (0 to 15) of Bit; type Word is array (31 downto 0) of Bit; type Memory is array (Adres) of Word;

TIPURI DE DATE

Tipuri compuse tablourineconstrnse

intervalul de variaie al indecilor cunoscut numai ntimpul simulrii

(box) amn definirea intervalului de indexare i adireciei de variaie

2 tablouri neconstrnse n pachetul Standard: type Bit_vector is array (Natural range ) of Bit; type String is array (Positive range ) of Character;

TIPURI DE DATE

Tipuri compuse articoleelemente (cmpuri) diferiteenumerare cmpuri ntre record end record selectarea prin notaia cu punct

TIPURI DE DATE

Tipuri compuse indicarea valorilor - notaia prin agregareasociere poziional

conteaz ordinea n lista elementelorasociere prin denumire

nume => valoare ordinea cmpurilor nu conteaz

asociere mixt ncepe cu partea poziional

pentru iniializare se folosete others

TIPURI DE DATE

Tipuri acces (pointeri) indic spre obiecte definite anterior pt. crearea dinamic de obiecte alocarea

dinamic a memoriei alocarea - new; dezalocarea - deallocate la declarare - iniializare cu valoarea implicit

null

TIPURI DE DATE

Tipuri fiier fiiere cu acces secvenial la declarare trebuie precizat tipul de date din

fiier 3 subprograme create automat la declararea

de tip fiier: Read, Write, Endfile

TIPURI DE DATE

Conversii de tip conversia - foarte restrictiv posibil n 3 cazuri: tipuri cu reprezentare ntreag sau flotantpentru tablouri

aceleai dimensiuni aceleai tipuri de elemente indecii trebuie s fie convertibili

conversia unui tip n el nsui

ATRIBUTE

Generaliti caracteristic asociat unui tip sau unui

obiect, care poate fi cunoscut n moddinamic, n timpul rulrii

notaie - adugarea unui apostrof dupnumele tipului sau obiectului

atribute:predefinitedefinite de proiectant

ATRIBUTE

Atribute predefinite pot fi: valori (tipizate), funcii, tipuri, intervale

de variaie se aplic unor prefixuri care pot fi: valori,

tipuri, etichete simplific scrierea apar n funcii utilitare

ATRIBUTE

Atribute predefinite atribute definite pe tipuriT desemneaz un tip (obiectul asupra cruia

acioneaz atributul), prefix al atributuluiobiectnume_atribut(parametri)

ATRIBUTE

Atribute predefinite atribute definite pe tipuri tip sau subtip scalar T; X = tip scalar

Atribut RezultatTleft Limita la stnga a lui TTright Limita la dreapta a lui TTlow Limita inferioar a lui TThigh Limita superioar a lui TTbase Tipul de baz a lui TTimage(X) irul XTvalue(X) Valoare de tip T

ATRIBUTE Atribute predefinite atribute definite pe tipuri tip sau subtip discret sau fizic T; X membru al lui

T; N numr ntreg Atribut Rezultat

Tpos(X) Numrul poziiei lui X n TTval(N) Valoarea la poziia N n TTleftof(X) Valoarea n T, cu o poziie n stnga lui XTrightof(X) Valoarea n T, cu o poziie n dreapta lui XTpred(X) Valoarea n T, cu o poziie mai mic dect XTsucc(X) Valoarea n T, cu o poziie mai mare dect XTascending Valoare boolean pt. interval cresctor sau

descresctor

ATRIBUTE

Atribute predefinite atribute definite pe tipuri sau subtipuri tablouA = tablou; N = numr ntreg ntre 1 i numrul

dimensiunilor lui A Atribut Rezultat

Aleft(N) Limita stnga a domeniului indicelui dimensiunii N a lui AAright(N) Limita dreapta a domeniului indicelui dimensiunii N a lui AAlow(N) Limita inferioar a domeniului indicelui dimensiunii N a lui AAhigh(N) Limita superioar a domeniului indicelui dimensiunii N a lui AArange(N) Domeniul indicelui dimensiunii N a lui AAreverse_range(N) Inversul domeniului indicelui dimensiunii N a lui AAlength(N) Lungimea domeniului indicelui dimensiunii N a lui AAascending(N) Valoare boolean pentru direcia indicelui dimensiunii N a lui A

ATRIBUTE

Atribute predefinite atribute definite pe semnale Satribute semnal

Atribut RezultatSdelayed(T) Semnal S ntrziat cu T uniti de timpSstable(T) Valoare boolean True dac S e fr

evenimente n TSquiet(T) Valoare boolean True dac S e inactiv n TStransaction Modificare valoare Bit de cte ori S este activ

ATRIBUTE Atribute predefinite atribute definite pe semnale Satribute funcie

Atribut RezultatSevent Valoare boolean True pt. eveniment pe SSactive Valoare boolean True dac S e activSlast_event Timpul trecut de la ultimul eveniment pe S

(valoare Time)Slast_active Timpul trecut de la ultima activare a lui S

(valoare Time)Slast_value S imediat nainte de ultima modificareSdriving_value Permite o operaie de atribuireSdriving Valoare boolean dac S nu este deconectat

ATRIBUTE

Atribute predefinite atribute definite pe obiecte n sens larg Xutilizate pentru elaborare de mesaje

Atribut RezultatXsimple_name Numele XXpath_name Numele X i etichetele de revenire la XXinstance_name Numele X, etichetele de revenire la X,

informaii de configurare

ATRIBUTE

Atribute definite de utilizator declarare atributattribute nume_atribut: tip_atribut;

specificare atribut (primete valoare)attribute nume_atribut of obiect is expresie;nu pot fi dect constante, deci sunt statice

utilizare atribut - cu notaia cu apostrofobiectnume_atribut

ATRIBUTE Atribute definite de utilizator se pot raporta la:entiti, arhitecturi, configuraii, pachete,

proceduri, funcii, tipuri, subtipuri, constante,semnale, variabile, componente, etichete

raportarea se poate face: la anumite elemente, care trebuie numite n

cmpul obiect nume_element, {nume_element}: clas_element pentru toate celelalte elemente ale unei clase:

others: clas_element la toat clasa de elemente

all.clas_elemente

LIMBAJUL VHDL - 2UNITI DE PROIECTAREUNITI DE PROIECTAREUNITI DE PROIECTAREUNITI DE PROIECTAREUNITI DE PROIECTAREUNITI DE PROIECTAREUNITI DE PROIECTAREUNITI DE PROIECTAREUNITI DE PROIECTAREUNITI DE PROIECTAREUNITI DE PROIECTAREUNITI DE PROIECTARESEMNALESEMNALESEMNALESEMNALESEMNALESEMNALESEMNALESEMNALESEMNALESEMNALESEMNALESEMNALEPARAMETRI GENERICIPARAMETRI GENERICIPARAMETRI GENERICIPARAMETRI GENERICIPARAMETRI GENERICICONSTANTEOPERATORIOPERATORIOPERATORIOPERATORIOPERATORITIPURI DE DATETIPURI DE DATETIPURI DE DATETIPURI DE DATETIPURI DE DATETIPURI DE DATETIPURI DE DATETIPURI DE DATETIPURI DE DATETIPURI DE DATETIPURI DE DATETIPURI DE DATETIPURI DE DATETIPURI DE DATETIPURI DE DATETIPURI DE DATETIPURI DE DATETIPURI DE DATEATRIBUTEATRIBUTEATRIBUTEATRIBUTEATRIBUTEATRIBUTEATRIBUTEATRIBUTEATRIBUTEATRIBUTEATRIBUTE