Hardware Description Language

Aula 4 – AHDL (conclusão)VHDL (introdução)

Prof. Afonso Ferreira Miguel, MSc

AHDL

• Registradores

AHDL

• Registradores Bidirecionais

TRI_STATE_NODE

AHDL• Máquinas de estado de MOORE

e0/0

e3/3 e2/2

e1/11

0

1

1

1

0

0

0

Clique aqui para pegar o código fonte

AHDL

• Exercício 10– Implementar uma máquina de estado de MOORE com

4 bits de entrada (+ o clock) e 1 bit de saída. O bit de saída inicialmente deve apresentar o valor ZERO, e deve ir para UM quando receber na entrada o valor 15. Caso ele receba a seqüência 7, 4, 3 a máquina deve voltar ao seu estado inicial ZERO.

AHDL• Máquinas de estado de MEALY

e0

e2

e11/0

0/0

1/1

1/0

0/0

0/0

Oops!

AHDL• MOORE x MEALY

AHDL

• Exercício 11– Modificar o exercício 10 para convertê-lo em

uma máquina de MEALY. Avaliar o comportamento assíncrono da entrada e saída.

8051 OpenCore processador

AHDL• 8051 - OpenCore

VHDL

Prof. Afonso Ferreira Miguel, MSc

VHDL - Introdução

• USA DoD VHSIC Program– VHSIC = Very Hight Speed Integrated Circuit

• VHDL = VHSIC Hardware Description Language

– 1ª Versão 1985;– Padronizado pelo IEEE– ASICS

VHDL – Design Tools

• Algumas ferramentas para HDL (síntese e simulação)– MAXPLUS II

– QUARTUS

– Verilog Mode

– Cypress Warp

– Silos Verilog HDL

– Active-HDL

– Model-Sim

– Synopsys

– Fusion/ViewSim

Entity x Architecture

Descreve os pinos de entrada e saída

Descreve o comportamento do circuito

Tipos básicos

bit ‘0’ ou ‘1’

std_logic ‘0’, ‘1’, ‘U’, ‘X’, ‘Z’, ‘-’

bit_vector “00..00”, “00..01”, “00..10”, ...

std_logic_vector “00..00”, “00..01”, “00..10”, ...

Entity - Exemplos

Entity - Exemplos

Bibliotecas padrões

Architecture

Atribuição CSAConcurrent Signal Assign

Opcional em algumasferramentas

Exemplo de código VHDLBiblioteca

Entity

Architecture

• Exercício 1Implementar e simular um Semi-Somador e um Somador-

Completo em VHDL.– Criar o símbolo deste módulo;– Criar um Block Diagram (chamado de SOMA) e incluir

um Semi-Somador e dois Somadores-Completos para implementar a função de soma de 3 bits:

– entradas: A2,A1,A0 e B2,B1,B0;– saídas: Cout, S2,S1,S0.

– Compilar e simular o circuito final

Lembrando...•Semi somador:

S = A XOR BC = A AND B

•Somador CompletoS = (A XOR B) XOR CinCout = ((A XOR B) AND Cin) OR (A AND B)

Eventos

Eventos

Nós

Nós

• Exercício 2Modificar o exercício 1 para utilizar signal no

somador completo.

Atribuição Condicional

Atribuição por seleção

• Exercício 3Implementar em VHDL um multiplexador de 4

canais por 4 bits com controle de habilitação. Se não estiver habilitado, a saída deve ficar com o valor “F”.

Concatenando

Concatenando

Resolução

Não funciona no Quartus!