VHDL

VHDL es un lenguaje definido por el IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) (ANSI/IEEE 1076-1993) usado por ingenieros y científicos para describir circuitos digitales o modelar fenómenos científicos respectivamente. VHDL es el acrónimo que representa la combinación de VHSIC y HDL, donde VHSIC es el acrónimo de Very High Speed Integrated Circuit y HDL es a su vez el acrónimo de Hardware Description Language. Para el modelado físico existe la derivación del lenguaje VHDL-AMS. Originalmente, el lenguaje VHDL fue desarrollado por el departamento de defensa de los Estados Unidos a inicios de los años 80's basado en ADA, con el fin de realizar simulación de circuitos eléctricos digitales; sin embargo, posteriormente se desarrollaron las herramientas de síntesis e implementación en hardware a partir de los archivos .VHD. Aunque puede ser usado de forma general para describir cualquier circuito digital se usa principalmente para programar PLD (Programable Logic Device - Dispositivo Lógico Programable), FPGA (Field Programmable Gate Array), ASIC y similares.

Otros métodos para diseñar circuitos son la captura de esquemas (con herramientas CAD) y los diagramas de bloques, pero estos no son prácticos en diseños complejos. Otros lenguajes para el mismo propósito, pero con un nivel de abstracción superior son Verilog y ABEL.

Formas de describir un circuito

Dentro del VHDL hay varias formas con las que se puede diseñar el mismo circuito y es tarea del diseñador elegir la más apropiada.

  • Funcional o Comportamental: Se describe la forma en que se comporta el circuito digital, se tiene en cuenta solo las características del circuito respecto al comportamiento de las entradas y las salidas. Esta es la forma que más se parece a los lenguajes de software ya que la descripción puede ser secuencial, además de combinar características concurrentes. Estas sentencias secuenciales se encuentran dentro de los llamados procesos en VHDL. Los procesos son ejecutados en paralelo entre sí, y en paralelo con asignaciones concurrentes de señales y con las instancias a otros componentes.
  • Flujo de datos: Se describen asignaciones concurrentes (en paralelo) de señales.
  • Estructural: Se describe el circuito con instancias de componentes. Estas instancias forman un diseño de jerarquía superior, al conectar los puertos de estas instancias con las señales internas del circuito, o con puertos del circuito de jerarquía superior. Es la recomendada cuando el diseño digital se vuelve complejo o está conformado por múltiples bloques de hardware.
  • Mixta: combinación de todas o algunas de las anteriores.

En VHDL también existen formas metódicas para el diseño de máquinas de estados, filtros digitales, bancos de pruebas etc.

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