随着半导体技术的发展，数字电路已经由中小规模的集成电路向可编程逻辑器件PLD及专用集成电路ASIC转变。        
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
1、 VHDL语言基础
VHDL —— 超高速硬件描述语言，VHDL的主要构件：

（1） 实体
功能：实现设计单元的端口说明。

[例]   2 输入与门的实体说明。

（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）。

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：
USE  LIBRARY  库名.程序包名.项目名;
3） 配置
功能：—— 为实体指定所要配置的结构体
语法格式：
CONFIGURATION  配置名 OF  实体名  IS
     FOR  被选结构体名
     END  FOR;
END  配置名;
2、VHDL的数据对象和数据类型
VHDL数据对象:
1）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
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;
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。
注意:使用STD_LOGIC、 STD_LOGIC_VECTOR数据类型时必须在库、程序包说明区进行说明。
3、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：

关系操作符和关系表达式：

并置操作符和并置表达式：

4、 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;  例如：Y<=A AND B;
2）变量赋值语句
格式:目的变量:=表达式;  例如：Y:=A + B ;
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;
格式三：
IF 条件表达式 THEN
     顺序语句;
ELSIF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;
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];
6）NEXT语句
格式:NEXT [WHEN  条件];
7）EXIT语句
格式:EXIT [标号][WHEN  条件]；
8）子程序和子程序调用语句
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）;
函数的参数只能是方式为IN的输入信号，函数只能有一个返回值。
过程定义语句的语法格式：
PROCEDURE <过程名>(参数表) IS
BEGIN
     顺序语句;
END <过程名>;
过程调用语句的语法格式：
过程名（实际参数表）;
过程的参数可以为IN、OUT和INOUT方式，在进行参数说明时除了说明其名称、数据类型，还要说明其端口方式。
并行语句：当满足条件时，多个语句同时被执行，与书写 顺序无关。
1）BLOCK语句
功能：将一大段并行语句划分为若干子模块，提 高了程序的可读性。
BLOCK语句的语法格式：
[块标号:]BLOCK[(块保护表达式)]
[块说明语句;]
BEGIN
并行语句;
END BLOCK[块标号];
2）进程语句（PROCESS）
进程语句的语法格式：
[进程名:] PROCESS (敏感信号表)
[说明语句;]
BEGIN
顺序语句;
END PROCESS [进程名];
3）并行信号赋值语句
简单并行信号赋值语句格式:
目标信号<=表达式;
条件信号赋值语句格式:
目标信号 <= 表达式1 when 赋值条件1 else
                       表达式1 when 赋值条件1 else
                        ……
                       表达式n ;
选择信号赋值语句格式:
with 选择表达式 select
目标信号 <= 表达式1 when 选择值1,
                       表达式2 when 选择值2,  
                        ……
                       表达式n when 选择值n;  
4）并行过程调用语句
并行过程调用语句与顺序过程调用语句形式基本相同，只是出现的位置不同。
例：用并行过程调用语句调用过程swap
ARCHITECTURE …
BEGIN
swap(datain,1,2);
……
END;