Aula 11: Introdução ao VHDL e Projetos em Eletrônica Digital II

Eletrônica Digital II Aula11 VHDL Parte1 Prof Dr Bruno Gabriel Gustavo Leonardo Zambolini Vicente Engenharias Elétrica e de Controle e Automação Departamento de Áreas Acadêmicas DAA IFG Campus Itumbiara 1 Eletrônica Digital II Prof Dr Bruno G G L Zambolini Vicente INTRODUÇÃO VHDLs VHSIC HDL Very High Speed Integrated Circuits Hardware Description Language 2 Eletrônica Digital II Prof Dr Bruno G G L Zambolini Vicente Metodologia Básica 3 Eletrônica Digital II Prof Dr Bruno G G L Zambolini Vicente Exemplo de Processo de Projeto 4 Problema Projetar um meio somador de um bit com vaium e habilita Especificações Passa o resultado apenas se habilita for igual a 1 Resultado é zero se habilita for igual a 0 Resultado recebe x y Vaium recebe o vaium se houver de x y Hab x Y resultado vaium 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 XOR AND Eletrônica Digital II Prof Dr Bruno G G L Zambolini Vicente Projeto Comportamental 5 O modelo pode ser agora simulado nesse nível de descrição para verificar o correto entendimento do problema Eletrônica Digital II Prof Dr Bruno G G L Zambolini Vicente Projeto de Fluxo de Dados 6 O modelo pode ser simulado neste nível para confirmar as equações lógicas Com a descrição de alto nível feita equações lógicas descrevendo o fluxo de dados são então criadas Eletrônica Digital II Prof Dr Bruno G G L Zambolini Vicente Projeto Lógico 7 Essas portas podem ser obtidas de uma biblioteca de componentes Descrição estruturada é criada no nível de portas Eletrônica Digital II Prof Dr Bruno G G L Zambolini Vicente Projetando em VHDL 10 Define as interfaces Define o funcionamento Eletrônica Digital II Prof Dr Bruno G G L Zambolini Vicente Projetando em VHDL 11 Eletrônica Digital II Prof Dr Bruno G G L Zambolini Vicente Declaração de Entidade 12 Uma declaração de entidade ENTITY descreve a interface do componente Uma cláusula PORT indica as portas de entrada e saída Uma entidade pode ser pensada com um símbolo para um componente Projeto do MeioSomador 1bit Eletrônica Digital II Prof Dr Bruno G G L Zambolini Vicente Declaração de Porta 13 Uma declaração de porta PORT estabelece a interface entre o componente e o mundo externo Há três partes na declaração PORT Nome Modo Tipos de Dados Apenas letras dígitos e sublinhados podem ser usados O primeiro caractere deve ser uma letra O último caractere não pode ser um sublinhado Não são permitidos dois sublinhados consecutivos Eletrônica Digital II Prof Dr Bruno G G L Zambolini Vicente Declaração de Porta 14 Não é sensível à Caixa Alta ou Baixa Case Sensitive inputa INPUTA e InputA se referem à mesma variável As sentenças são terminadas por Atribuição de valores aos sinais Atribuição de valores às variáveis Comentários marca um comentário até o final da linha atual Para comentar múltiplas linha um precisa ser colocado no início de cada linha Eletrônica Digital II Prof Dr Bruno G G L Zambolini Vicente Modo das Portas 15 Descreve o sentido do fluxo de dados tomando com referência o componente Os tipos de fluxo de dados são IN os dados entram nesta porta e podem apenas ser lidos é o padrão OUT os dados saem por essa porta e podem apenas serem escritos BUFFER similar a Out mas permite realimentação interna INOUT o fluxo de dados pode ser em qualquer sentido com qualquer número de fontes permitido barramento Eletrônica Digital II Prof Dr Bruno G G L Zambolini Vicente Tipos de Dados 16 Os tipos de dados que passam através de uma porta devem ser especificados para completar a interface Os dados podem ser de diferentes tipos dependendo do pacote e bibliotecas utilizados Alguns tipos de dados definidos no padrão IEEE são Bit Bitvector Boolean Integer stdulogic stdlogic bit values 0 1 boolean values TRUE FALSE integer values 231 to 231 1 stdlogic values UX10ZWHL U uninitialized X unknown W weak X Z floating HL weak 10 dont care stdlogicvector n downto 0 stdlogicvector 0 upto n Eletrônica Digital II Prof Dr Bruno G G L Zambolini Vicente Architecture 17 Declarações do tipo Architecture descrevem a operação do componente Muitas arquiteturas podem existir para uma mesma entidade mas apenas pode haver uma delas ativa por vez Define a funcionalidade do circuito X A AND B Y C AND D E X OR Y Eletrônica Digital II Prof Dr Bruno G G L Zambolini Vicente Architecture 19 Projeto do MeioSomador 1bit END IF END PROCESS END behavior1 Eletrônica Digital II Prof Dr Bruno G G L Zambolini Vicente Architecture 20 Eletrônica Digital II Prof Dr Bruno G G L Zambolini Vicente Pacotes 21 EXEMPLO Eletrônica Digital II Prof Dr Bruno G G L Zambolini Vicente Componentes 22 Eletrônica Digital II Prof Dr Bruno G G L Zambolini Vicente Componentes 23 EXEMPLO Eletrônica Digital II Prof Dr Bruno G G L Zambolini Vicente Blocos sequenciais 24 Eletrônica Digital II Prof Dr Bruno G G L Zambolini Vicente Blocos sequenciais 25 Eletrônica Digital II Prof Dr Bruno G G L Zambolini Vicente Processos 26 Eletrônica Digital II Prof Dr Bruno G G L Zambolini Vicente Processos 27 Eletrônica Digital II Prof Dr Bruno G G L Zambolini Vicente Processos 28