¿Qué es VHDL?

En resumen, VHDL es un lenguaje informático utilizado para diseñar circuitos digitales.

Utilizo el término "lenguaje informático" para distinguir VHDL de otros lenguajes de programación más comunes como Java o C++. Pero, ¿es VHDL un lenguaje de programación? Sí, lo es. ¡Es un lenguaje de programación que no sirve para crear programas de computadora!

VHDL es un lenguaje de programación paralelo impulsado por eventos. Si bien no es adecuado para crear programas que puedan ser ejecutados por una CPU en una computadora, es excelente para crear la CPU real. Es un lenguaje de descripción de hardware, lo que significa que se puede utilizar para diseñar lógica digital.

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Considere la ilustración anterior. Dentro del chip de la CPU hay montones y montones de circuitos electrónicos en su mayoría digitales (centro). Estos circuitos digitales se pueden mostrar usando un diagrama esquemático (derecha). Al crear un chip de circuito integrado, como la CPU, debemos comenzar creando el diagrama de circuito lógico a la derecha.

Es una suposición justa que tales diagramas de circuitos se crean en algún tipo de editor de esquemas, pero no es así como se hace. Los circuitos se describen en un lenguaje textual como VHDL.

Síntesis

En lugar de dibujar los circuitos exactos en un editor de esquemas, usamos VHDL para describir el comportamiento deseado del circuito. El código VHDL se puede convertir en un esquema exacto en un proceso llamado síntesis. . La herramienta de síntesis es una aplicación de software que toma el código VHDL e intenta encontrar una posible solución al comportamiento que ha descrito.

Si tiene éxito, la salida del sintetizador será una lista de conexiones que, a su vez, se puede ver en un editor de esquemas.

Lugar y Ruta

Si bien la lista de conexiones brinda una descripción lógica exacta del circuito, no dice nada sobre la implementación física. Para derivar una descripción precisa del diseño físico, la lista de conexiones se ejecuta a través de un proceso llamado colocar y enrutar , o PAR para abreviar. El enrutador intentará asignar los elementos de la lista de conexiones a los componentes físicos en el dispositivo de destino. También necesita enrutar cables entre todos los componentes. ¡Es un rompecabezas gigante que el enrutador tiene que resolver!

Si tiene éxito, la salida de PAR será otro tipo de netlist. Esta lista de conexiones contiene información de ubicación y enrutamiento, y es específica para el tipo de dispositivo de destino. Si el dispositivo de destino es un FPGA, la lista de conexiones enrutadas se puede convertir en un archivo de programación. Si el dispositivo de destino es un ASIC, las cosas serán un poco más complicadas.

Entonces, ¿qué es VHDL?

Es una especie de lenguaje de programación que se utiliza para crear lógica digital para circuitos integrados.

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