数字电路的设计由传统的“自下而上”(由底层电路电子系统)的设计方法，改变为以EDA工具为设计平台的“自上而下” (由电子系统底层硬件电路)的设计方式。
将电子系统的高层行为描述转换到低层硬件描述和确定的物理实现，使设计人员无须直接面对低层电路，不必了解具体的逻辑器件。
硬件描述语言(Hardware Description Language)是一种用于设计硬件电子系统的计算机语言，用软件编程的方式在EDA工具中建立电路模型。
VHDL——Very High Speed Integrated Circuit HDL；Verilog HDL——Verilog Hardware Description Language
VHDL语言基础:
VHDL的主要构件:
1. 实体
功能：实现设计单元的端口说明。
语法结构：
例：2 输入与门的实体说明
ENTITY and2 IS
PORT(a, b: IN STD_LOGIC;
y: OUT STD_LOGIC );
END and2;
设计单元端口结果：
2. 结构体
功能：描述设计单元内部结构和行为，建立输入输出关系。
语法结构：
3. 库、程序包和配置
（1） 库
功能：存储和放置设计单元（元件、程序包等）。
VHDL库：
IEEE库：常用资源库，含IEEE认可和某些公司提供的如：STD_LOGIC_1164 程序包
STD库：VHDL标准库，存放：STANDARD的程序集合，集合定义了多种常用的数据类型
ASIC库：资源库，存放：和各种逻辑门一一对应的实体
WORK库：当前作业库，存放：当前设计项目生成的全部文件目录
用户自定义库：资源库，存放：用户自己创建定义的非标准程序包集合和实体。
库说明语句格式：
LIBRARY 库名；
（2） 程序包
功能：存放各设计模块共享的数据类型、常数、子程序等。
语法格式：
（3） 配置
功能：为实体指定所要配置的结构体
语法格式：
例：
ENTITY equ2 IS
PORT(a,b: IN STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0)；
equ: OUT STD_LOGIC )；
END equ2;
ARCHITECTURE equation OF equ2 IS --结构体一
……
END equation ;
ARCHITECTURE con_behave OF equ2 IS --结构体二
……
END con_behave ;
ARCHITECTURE seq_behave OF equ2 IS --结构体三
……
END seq_behave ;
实体equ2拥有三个结构体: equation、con_behave、seq_behave，可以用配置语句选择与实体对应的结构体。
如选用结构体con_behave，可用以下语句实现：
CONFIGURATION aequb OF equ2 IS
FOR con_behave
END FOR ;
END CONFIGURATION;
4. VHDL的数据对象和数据类型：
1. VHDL数据对象
（1）常量
常量：不变的量，定义时进行赋值，在整个程序中保持不变。
语法格式：CONSTANT 常量名:数据类型:=表达式;
（2）变量
语法格式：VARIABLE 变量名:数据类型[:=表达式];
（3）信号
信号：定义电路中的连线和元件的端口的数据对象。
语法格式：SIGNAL 信号名:数据类型;
2、VHDL数据类型
（1）整数数据类型（INTEGER）
取值范围：-2147483547～ 2147483546
（2）实数数据类型（REAL）
取值范围：-1.0E38～ 1.0E38
3）位数据类型（BIT）
属于枚举数据类型，取值为‘1’和‘0’。
（4）位矢量数据类型（BIT_VECTOR）
用双引号括起来的一组位数据，如“10011”，通常用来表示数据总线。
（5）布尔数据类型（BOOLEAN）
属于枚举数据类型，取值为‘TRUE’和‘FALSE’。常用来表示关系运算和关系运算结果。
（6）字符数据类型（CHARACTER）
ASCII码的128个字符，书写时用单引号，区分大小写，如‘a’、‘A’等。
（7）字符串数据类型（STRING）
双引号括起来的一串字符，如“abgh”。
（8）STD_LOGIC数据类型
属于枚举数据类型，取值有以下九种：
（9）STD_LOGIC_VECTOR数据类型
用双引号括起来的一组STD_LOGIC数据，如“101011”，通常用来表示数据总线。
5. VHDL的操作符和表达式
逻辑操作符和逻辑表达式:
算术操作符和算术表达式:
6. VHDL基本语句
顺序描述语句：执行顺序与书写顺序一致，只用于进程和子程序中。
（1）顺序信号赋值语句
格式: 目标信号<=表达式;
（2）变量赋值语句
格式: 目的变量:=表达式;
（3）IF语句（条件控制语句）
格式一：
IF 条件表达式 THEN
顺序语句;
END IF;
格式二：
IF 条件表达式 THEN
顺序语句;
ELSE
顺序语句;
END IF;
（4）CASE语句
语法格式：
CASE 表达式 IS
WHEN 选择值=>顺序语句;
WHEN 选择值=>顺序语句;
…
[WHEN OTHERS=>顺序语句;]
END CASE;
“选择值”的具体表示形式有以下四种：
WHEN 值=>顺序语句;
WHEN 值|值|…|值=>顺序语句;
WHEN 值 TO 值=>顺序语句;
WHEN OTHERS=>顺序语句;
例：用CASE语句设计“4选1”数据选择器的程序片段
SIGNAL s:STD_LOGIC_VECTOR (1 DOWNTO 0);
…
CASE s IS
WHEN 00=> z<=a;
WHEN 01=> z<=b;
WHEN 10=> z<=c;
WHEN 11=> z<=d;
WHEN OTHERS=> z<=X;
END CASE;
（5）LOOP语句
无条件LOOP语句语法格式：
[LOOP标号:]LOOP
顺序语句;
END LOOP [LOOP标号];
FOR…LOOP语句语法格式：
[LOOP标号:] FOR 循环变量 IN 循环次数范围 LOOP
顺序语句;
END LOOP [LOOP标号] ;
WHILE…LOOP语句语法格式：
[LOOP标号:] WHILE 条件表达式 LOOP
顺序语句;
END LOOP [LOOP标号];
例：WHILE…LOOP应用举例
abcd: WHILE (i<10) LOOP
sun:=i+sum;
i=i+1;
END LOOP abcd;
（6）NEXT语句
格式:NEXT [WHEN 条件];
例如：NEXT语句举例
loop2:LOOP
b:=b+1 ;
NEXT WHEN b<10;
…
END LOOP loop2;
（7）EXIT语句
格式:EXIT [标号][WHEN 条件]；
例：EXIT语句在数值比较程序设计中的应用
FOR i IN 1 DOWNTO 0 LOOP
IF (a(i)=1 AND b(i)= 0 ) THEN
a_less_than_b<=false;
EXIT;
ELSIF (a(i)= 0 AND b(i)= 1 ) THEN
a_less_than_b<=true;
EXIT;
ELSE NULL;
END IF;
END LOOP;
（8）子程序和子程序调用语句
VHDL子程序：过程（PROCEDURE）和函数（FOUNCTION）
函数定义语句的语法格式：
FOUNCTION <函数名>(参数表) RETURN <数据类型> IS
BEGIN
顺序语句;
RETURN [返回变量名];
END <函数名>;
函数调用语句的语法格式：
函数名（实际参数表）;
/2 
