Vhdl

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Resumo

Breve História do VHDL:
*1981: Iniciada pelo Departamento de Defesa dos EUA para resolver
a crise do ciclo de vida dos projetos eletrônicos.
* 1983-85: Desenvolvimento da linguagem básica pela empresa
Intermetrics, IBM e Texas Instruments.
* 1986: Todos os direitos transferidos para o IEEE
* 1987: Publicação do padrão IEEE – VHDL 87.
* 1994:Padrão revisado (VHDL 93).

A letra V da palavra VHDL significa Very High Speed Integrated Circuit (Circuito
Integrado de Alta Velocidade) e as demais letras, HDL significam Hardware Description Language. Esse nome complicado foi criado pelo departamento de defesa dos Estados Unidos, que foi a primeira instituição a reconhecer as suas vantagens. O VHDL foi criado visando simulação, modelagem edocumentação, mas acabou recebendo mais tarde a possibilidade de síntese, com o objetivo de automatizar o projeto de circuitos.
O VHDL ganhou popularidade fora do ambiente militar, graças ao IEEE (Institute of
Electrical and Electronics Engineering) que estabeleceu padrões para tornar a linguagem universal. Com as ferramentas atuais, pode-se especificar um circuito a partir de seu comportamentoou de sua estrutura, em vários níveis.

Introdução

Não é possível projetar sistemas digitais sem entender alguns blocos básicos, tais como portas lógicas e flip-flops. A maioria dos circuitos digitais baseados em portas lógicas e flip-flops são normalmente projetados a partir de equações Booleanas. Várias técnicas foram desenvolvidas para aperfeiçoar este procedimento, incluindo a minimizaçãode equações para um uso mais racional de portas lógicas e flip-flops.
Pela técnica Booleana deve-se obter uma expressão para cada entrada dos flip-flops e dos blocos lógicos. Isto torna esta técnica impraticável para projetos maiores, que contenham muitos componentes devido ao grande número de equações. Teoricamente qualquer sistema pode ser representado por equações Booleanas, apesar deproibitivo para grandes circuitos.
A maior dificuldade nos métodos tradicionais de projeto é a conversão manual da descrição do projeto em um conjunto de equações Booleanas. Esta dificuldade é eliminada com o uso de linguagens de descrição de hardware – HDL (Hardware Description Languages). Pode-se, por exemplo, a partir de uma tabela verdade, ou da descrição de uma máquina de estado, implementar umcircuito usando-se HDL. Dentre as várias HDLs, as mais populares são VHDL, Verilog e Abel.
É importante lembrar que esta linguagem é concorrente, ou seja, os comandos envolvidos em um mesmo evento acontecem simultaneamente, diferentemente de linguagens de programação de software. A Figura abaixo mostra as etapas de um projeto utilizando VHDL. 

Figura - Etapas de projeto usando VHDL.Estrutura

Todo sistema necessita de uma interface com o mundo externo. Em VHDL esta interface é a entity, e é fundamental para todo e qualquer sistema.
Para atingir a funcionalidade desejada, os dados devem sofrer transformações dentro do sistema. Esta parte interna do sistema responsável pelas transformações dos dados é chamada de corpo ou architecture. Qualquer que seja o sistema, independente desua complexidade, necessita de uma interface (entity) e de um corpo (architecture).
Algumas vezes, alguns sistemas necessitam de funcionalidades adicionais, que são conhecidas como package.

Entity
A entity é a parte principal de qualquer projeto, pois descreve a interface do sistema. Tudo que é descrito na entity fica automaticamente visível a outras unidades associadas com a entity. O nome dosistema é o próprio nome da entity. Assim, deve-se sempre iniciar um projeto em VHDL pela entity.
A entity é composta de duas partes: parameters e connections. Parameters refere-se aos parâmetros vistos do mundo externo, tais como largura de barramento e freqüência de operação, e que são declarados como generics. Connections referem-se a onde e como ocorre a transferência de informações para...
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