Презентация на тему "Языки описания аппаратуры (hdl-языки)"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Языки описания аппаратуры (HDL-языки)

• 
  Слайд 2

  разновидности

  языки низкого уровня (аналоги языков программирования типа ассемблера) высокого уровня

• 
  Слайд 3
  

  Языки низкого уровня ближе к аппаратным средствам, вследствие чего представляют для компиляторов потенциальные возможности создания проектов с более выигрышными параметрами. Имеют жесткую ориентация на определенную аппаратуру и призводящую ее фирму. Примерами таких языков могут служить языки PLDASM (фирма Intel), AHDL (Фирма Altera) и ABEL (Фирма Zilinx).

• 
  Слайд 4
  

  Языки высокого уровня менее связаны с аппаратными платформами и поэтому более универсальны. Среди них наиболее распространены языки VHDL и Verilog. 

• 
  Слайд 5

  Язык VHDL

  Язык VHDL появился в начале 80-х годов по заказу организации Министерства обороны США. Первая его версия, предназначенная в основном для унификации описаний проектов в различных ведомствах, была принята в 1985 году.

• 
  Слайд 6
  

  Синтаксические конструкции языка содержат две составляющие – общеалгоритмическую и проблемно-ориентированную

• 
  Слайд 7
  

  Общеалгоритмическаясостовляющая языка достаточно традиционна и содержит как традиционные операторы действия (присваивание ), условия (IF), выбора (CASE), цикла (LOOP), вызова процедуры), так и традиционные типы данных: числовые, логические, символьные, перечислительные и агрегатированные (массивы, записи, файлы).

• 
  Слайд 8
  

  Каждый объект проекта состоит, как минимум, из двух различных типов описаний: описания интерфейса и одного или более архитектурных тел. Интерфейс описывается в объявлении объекта (entitydeclaration) и определяет только входы и выходы объекта.

• 
  Слайд 9
  

  Для описания поведения объекта или его структуры служит архитектурное тело (architecturebody). Чтобы задать, какие объекты использованы для создания полного проекта, используется объявление конфигурации (configurationdeclaration).

• 
  Слайд 10
  

  Язык VHDL является очень распространенным языком описания аппаратуры.

• 
  Слайд 11

  Язык Verilog

• 
  Слайд 12
  

  Язык Verilogбыл разработан фирмой Gateway Design Automaton как внутренний язык симуляции. Cadence приобрела Gateway в 1989 г. и открыла Verilogдля общественного использования. В 1995 г. был определен стандарт языка — Verilog LRM (Language Reference Manual), IEEE1364-1995. Таким образом, датой появления языка Verilogследует считать 1995 г. 

• 
  Слайд 13
  

  Основной структурной единицей Verilog описания является module. Модуль соответствует entity в VHDL. Модуль описывается ключевыми словами module — endmodule. В файле может быть описано несколько модулей. Другие модули могут подключаться к цепям модуля, образуя иерархическую структуру. При запуске Verilog симулятор строит иерархическое дерево из всех модулей, которые обнаружены в файлах, поданных на вход симулятора, и находит модуль верхнего уровня. Если таких модулей несколько, то происходит ошибка.

• 
  Слайд 14
  

  Как правило, модуль содержит список портов — интерфейсных сигналов, которые служат для подключения его в других модулях. Порты бывают трех типов input — входы, output — выходы, inout — двунаправленные. Входы и двунаправленные порты должны иметь тип wire, а выходы могут быть как wire, так и reg. Построение иерархии (подключение модулей) возможно двумя способами: по имени (указываются имена портов, использованные при описании модуля) или по расположению (порядок сигналов такой же, как в описании модуля).

• 
  Слайд 15

  Язык SystemC

  Необходимость создания нового языка описания аппаратуры возникает в том случае, если существующие языки не способны решать возникающие задачи. С одной из трудноразрешимых задач столкнулись самые популярные и распространенные языки VHDL и Verilog – это постоянно растущая сложность разрабатываемых проектов и необходимость в универсальном способе описания, пригодного для всех уровней проектирования и независимого от формы реализации проектов. Попыткой решить возникшие трудности стало использование языка SystemC.

• 
  Слайд 16
  

  В 1999 году вышла в свет первая версия библиотеки SystemC 0.9.

• 
  Слайд 17
  

  SystemC представляет собой надстройку стандартного языка программирования С++, реализованную в виде отдельных библиотек специальных классов. Данные библиотеки содержат в себе конструкции, позволяющие создавать эффективные и точные модели программных алгоритмов, аппаратных архитектур, интерфейсов и схем на системном уровне, т.е. практически всех компонентов встроенных систем. Такой подход имеет значительный потенциал, так как основан на однородном описании С++ и легко позволяет моделировать, тестировать системы, рассматривать альтернативные архитектуры. Кроме того, команде проектировщиков может быть предложено развёрнутое описание процесса работы всей системы. Это описание представляет собой программу С++, которая при исполнении ведёт себя так же, как и система.