Was ist vhdl?

VHDL (VHSIC Hardware Description Language)

VHDL ist eine Hardwarebeschreibungssprache (HDL), die verwendet wird, um digitale Systeme, wie beispielsweise Field-Programmable Gate Arrays (FPGAs) und Application-Specific Integrated Circuits (ASICs), zu beschreiben und zu simulieren. Sie ermöglicht es, das Verhalten und die Struktur von digitalen Schaltungen auf abstrakten Ebenen zu modellieren und zu verifizieren, bevor sie physisch implementiert werden.

Wichtige Themen in VHDL:

• Syntax und Semantik: VHDL hat eine klar definierte Syntax und Semantik, die bestimmen, wie VHDL-Code geschrieben und interpretiert wird.

• Entitäts-Architektur-Modell: VHDL verwendet das Entitäts-Architektur-Modell, um Hardware zu beschreiben. Die Entität definiert die Schnittstelle einer Komponente (Eingänge, Ausgänge). Die Architektur beschreibt das Verhalten oder die Struktur der Komponente.

• Datenobjekte: VHDL unterstützt verschiedene Datenobjekte wie Signale, Variablen und Konstanten, die verwendet werden, um Daten innerhalb einer VHDL-Beschreibung zu speichern und zu manipulieren.

• Datentypen: VHDL bietet eine breite Palette an Datentypen, darunter Standard-Logik-Typen (std_logic, std_logic_vector), Integer, Real, Boolean und benutzerdefinierte Typen.

• Gleichzeitige Anweisungen: VHDL verwendet gleichzeitige%20Anweisungen (Concurrent Statements), um das Verhalten von Hardware zu beschreiben. Beispiele hierfür sind Sign Assignment Statements und Process Statements.

• Sequentielle Anweisungen: Innerhalb von Prozessen werden sequentielle%20Anweisungen verwendet, um das Verhalten von Hardware in einer bestimmten Reihenfolge zu beschreiben. Beispiele sind If-Then-Else, Case, Loop und Signalzuweisungen.

• Prozesse: Prozesse sind die grundlegenden Bausteine zur Beschreibung sequentieller Logik in VHDL. Sie werden durch eine Sensitivitätsliste oder durch einen Wait-Statement ausgelöst.

• Komponenten und Instanziierung: VHDL ermöglicht die Definition von Komponenten und deren Instanziierung in anderen Architekturen, was die Wiederverwendbarkeit von Code fördert.

• Bibliotheken: VHDL verwendet Bibliotheken, um vordefinierte Funktionen und Komponenten zu organisieren und wiederzuverwenden. Standardbibliotheken sind z.B. IEEE.STD_LOGIC_1164.

• Simulation: VHDL-Code kann simuliert werden, um das Verhalten der entworfenen Hardware zu verifizieren und Fehler zu finden, bevor diese auf Hardware implementiert wird.

• Synthese: VHDL-Code kann in eine physische Implementierung (z.B. für ein FPGA oder ASIC) synthetisiert werden.

• Testbenches: Testbenches werden verwendet, um den VHDL-Code zu testen und zu verifizieren. Sie generieren Eingangssignale und überprüfen die Ausgabesignale.