万方数据％２２００１４９Ｚ１｝Ｗ］ＵＪｏＪｏｕｍｎｒ。ａ，ｌ 、，ｏｆ Ｓｈｅ黑Ｗ｝Ｘ状黑＃ｎｙａｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｔｕｅ ｏｆ Ａｅｏｒｎａｕｌｔ１ｉｃａｌｖＦＶ．１ ｅ．２ｂ１２０Ｎ０４ｏ文章编号：１００７一”８５（２０（９）０１一〕）５７一０３ＶＨＤＬ语言在电子设计实践中的应用赵晨光 房启志孙延鹏（沈阳航空工业学院电子工程系辽宁沈阳１１００３４摘要：随着ＡＳＩＣ和计算机技术的不断发展，借助ＩＩＤＬ完成硬件设计已成为电子设计领域的迫切需求。介绍了一种硬件描述语言，即ＶＨＤＬ语言的功能特点以及设计数字逻辑电路和数字系统的新方法，并以设计实例的形式，进一步分析并探讨了将其应用于电子设计自动化（ＥＤＡ）实验中的优越性。关健词：ＶＨＤＬ；电子设计；ＥＤＡ中图分类号二ＴＮ７０２ ＆ ｍ ３ｚ；ｎ １ｍ ．Ａ 近年来，随着集成电路技术的发展，用传统的专用的ＶＨＤＬ编辑环境，文件保存为．ｖｈｄ文件。方法进行芯片或系统设计已不能满足要求，迫切２．２功能仿真需要提高设计效率，在这样的技术背景下，能大大文件调人ＶＨＤＬ仿真软件（Ｍａ ｘｐｌｕｓｌｌ）进行功降低设计难度的ＶＨＤＬ（Ｖｅｙｒ一Ｈｉｇｈ一Ｓｐｅｅｄ Ｉｎｔｅ－能仿真，检查逻辑功能是否正确（也叫前仿真，对ｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ ＨａｒｄｗａｅｒＤ ｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｌａｎｇｕａｇｅ）设计方简单的电路设计可跳过这一步，只在布线完成后，法正越来越广泛地被应用川。进行时序仿真）。在《电子设计自动化》课程的实验环节中， 我２．３逻辑综合们选择了ＶＨＤＬ语言作为开发工具，并基于Ｍａｘ－ 文件调人逻辑综合软件，设定约束条件后进Ｐｌｕｓｌｌ软件平台安排了若干实践性、综合性很强的行综合．即把语言综合为简单的布尔表达式和信设计性题目。号的连接关系．综合后会生成．ｅｄｆ的ＥＤＡ工业标１ ＶＨＤＬ语言的主要特点准文件。２．４布局布线ＶＨＤＬ主要用于描述数字系统的结构、 行为、将． ｅｄｆ文件调人ＰＬＤ厂家提供的软件中进行布功能和接口［ｔ３１。应用ＶＨＤＬ进行工程设计的优点局布线，即把设计好的逻辑安排到ＰＬＤ／ＦＰＧＡ内。是多方面的：２．５时序仿真 （１）与其他的硬件描述语言相比，ＶＨＤＬ具有需要利用在布局布线中获得的精确参数， 用更强的行为描述能力，能够避开具体的器件结构，仿真软件验证电路的时序（后仿真）。从逻辑行为上描述和设计大规模电子系统的保２．６编程下载证；（２） ＶＨＤＬ丰富的仿真语句和库函数．使得在确认仿真无误后， 将文件下载到目标芯片中。任何系统的设计早期就能查验系统的功能可行性，随时可对设计进行仿真模拟；（３）支持自顶向３ ＶＨＤＬ设计例程下的设计方法，而且还支持同步电路、异步电路、 下面以“扫描数码显示器”实验说明ＶＨＤＬ语ＦＰＧＡ以及其它随机电路的设计。言在数字电路设计中的应用。本实验是将六进制２ ＶＨＤＬ开发流程计数器，３１８译码器，ＢＣＤ／７段译码器设计和２４选４多路数据开关集成在一起，实现一个６位的扫２．１文本编辑描数码显示器。顶层电路图如图１． ６进制计数任何文本编辑器都可以进行， 也可以用器ｃｏｕｎｔｅｓｒ６是用于将时间划分为６个扫描周期，每个周期只选通一位数据，周期０选通第１个数收搞日期：ｚｏｏｓ －０７一１５码ＬＥＤＩ，周期１选通第２个数码ＬＥＤ２，在扫描６作者简介赵晨光（１９７５一）女，江宁沈阳市人．讲师个周期后，又重新顺序循环。若设置扫描的周期万方数据沈阳航空工业学院学报第２１卷足够快，人的感觉就象６个数码同时显示。６位ＢＣＤ数据中选择一组，通过ＢＣＤ７段译码后输的扫描数码显示器ＢＥＤＥ，共有６组４位ＢＣＤ码出，然后再选择下一组数据译码后输出。数据选择输人Ｄ［３．．０］，７位七段译码输出。［６． ．０］以及６的时序由６进制计数器控制。与此同时，３／８译码根位选线ＳＥＬ。在进人工作过程时，先从６组器产生位选通信号。ａｌＮＬｍＩ Ｌ６． ． ＢＬｅｎｅＥ６．．ｅ１Ｌｓｏａ１６．．Ｌｍ｝ｔ“曲ＬＥＭＬ６．．Ｂ１ＬＥ９６ｗ －６１图Ｉ扫描数码显示管顶层电路图 下面是６进制计数器ｃｏｕｎｔｅｍ６． Ａｄ的部分程序：本设计方法。但我们考虑是否可以打破传统的硬ＥＮＴＩ ＰＯＲＴＴＹ ｃｗｎｔｅｎ６ ＩＳ一实体描述－一定义１１０端口件电路设计的界限， 用软件方法即借助硬件描述（Ｃｌ ｋ：ＩＮ Ｂ打；语言设计出符合要求的硬件系统， 使学生在完成ｅｌ ｍ， ：ＩＮ ＢＩＴ；ｅｎ ａｂｌｅ：ＩＮ ＢＴＩ；一些综合性题目的过程中逐步培养设计数字系统 ＲＥＳＵＬＴ：ＯＵＴ ＩＮＴＥＧＥＲ ＲＡＮＧＥ的另一种截然不同的思路，加深对数字系统的理 ０ＴＯ５）；ＥＮＤ ｍｕｎｔｅｎ石；解。我们将ＶＨＤＬ语言的学习作为ＥＤＡ实验的 ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ ｂｅｌｉｅｖｅ ＯＦ ｍｕｎｌｅｒｅ６巧 重点主要考虑到以下几个因素：（ｔ）ＶＨＤＬ语言的ｅｉｇｎｅｌ ｑ：ｉｍｅｇｅｒ ｅｒｏｇｅ ０ ｌ０ ５１ＢＥＧＩＮ－一逻辑行为描述语法风格类似于Ｃ等高级语言，有较好的可读 ＰＲＯＣＥＳＳ （ｃｌｋ）性， 学生易于掌握；（２）利用ＶＨＤＬ语言设计硬件ＢＥＧＩＮ ＩＦ （ｃｌｋ＇ＥＶＥＮＴ ＡＮＤ ｃｌｋ二’Ｉ＇） ＴＨＥＮ电路打破了学生画电路原理图后选择元器件、搭 Ｉ Ｆ （ＣＬＥＡＲ二‘０＇） ＴＨＥＮ 建实际电路的定式，学生通过由浅人深的实验能ｑ＜二０； Ｅ比Ｅ 够灵活利用ＶＨＤＬ描述硬件电路的功能， 信号连Ｉ Ｆ ｅｎａｂｌｅ ＝ ＇Ｉ＇ ＴＨＥＮ ＩＦ ｑ ＜ ５ ＴＨＥＮ接关系及定时关系； （３）学生从总体行为设计到最ｑ＜二ｖ＋Ｉ； 终逻辑综合形成网络表文件为止，每一步都要进 Ｅ】ＳＥ ａ＜二ｏ；行仿真检查， 学生在分析仿真结果后，可尽早发现ＥＮＤ ＩＦ；系统设计中存在的问题。 ＥＮＤ ＩＦ；ＥＮＤ ＩＦ；ＥＮＤ ＩＦ；５结束语－． １１＜二叼；ＥＮＤ ＦＲＣＣＥＳＳ； 目前，用形式化方法描述数字系统的硬件电ＥＮＤ ｂｅｈａｖｅ；路已成为电子设计自动化（ＥＤＡ）的发展趋势，所４ ＶＨＤＬ在ＥＤＡ实验中的作用以硬件描述语言及相关的仿真、综合等技术的研究是目前电子设计领域的一个重要课题［］，。学生 对于电子专业的本科学生来说，他们已在先通过学习ＶＨＤＬ语言的基本知识，使用它来设计行课《脉冲数字电路》中学习了数字电路的相关理数字系统硬件电路，从而可以摆脱传统人工设计论．并通过一些验证性实验掌握了硬件电路的基方法的框框，使数字系统设计的水平上升到一个万方数据第Ｉ期赵晨光等ＷＨＤＬ语言在电子设计实践中的应用新的阶段．这不仅使学生加深了对相关理论的理西安电子科技大学出版社．１ ９９７解，而且对数字电路设计产生了浓厚的兴趣。收［３１包明，赵明富，陈渝光．ＥＤＡ技术与数字系统设ｉ仪ＭＩ．北京：到了较好的教学效果。北京航空航天大学出版社．１ ９９９〔司李冬构＿ＰＬＤ器件与ＥＤＡ技术【Ｍ］．北京：北京广播大学山版参考文献：社＿２０均 ［５１Ｍｅｒｋ Ｚ－Ｉｉｎａｋｉ． ＶＨＤＬ数字系统设计（英文版）［Ｍ〕北京：电子［Ｉ］付家才．ＥＤＡ原理与应用【Ｍ］．北京化学工业出版社２００１工业出版社． ２００２［２〕侯伯亨，顾新．ＶＨＤＬ硬件描述语言与数字逻辑电路ａ计「Ｍ］Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＶＨＤＬ ｉｎ ｐｒａｃｔｉｃｉｎｇ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｄｅｓｉｇｎＬＨＡＯ Ｃｈｅｎ一ｇｕａｎｇ ＦＡＮＧ Ｑｉ一ｚｈｉ ＳＵＮ Ｙａｎ一ｐｅｎｇ（Ｅｌｅｃｔｏｒｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｅｏｒｎａｕｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ １１００３４）Ａｂｓｔｒａｃｔ；Ｗｉｔｈ ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ＡＳＩＣ ａｎｄ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ｉｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ａｎ ｕｒｇｅｎｔ ｄｅｍａｎｄ ｔｏ ａｃｃｏｍｐｌｉｓｈ ｔｈｅｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｈａｒｄｗａｒｅｃｉｒｃｕｉｔ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ＨＤＬ ｉｎ ｔｈｅ ｉｆｅｌｄ ｏｆ ｅｌｅｃｔｏｒｎｉｃ ｄｅｓｉｇｎ． Ｉｂｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｈａｒｄｗａｒｅｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｌａｎｇｕａｇｅ， ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｏｆ ＶＩＩＤＬ ａｎｄｔａｔ ｓｙｓｔｅｍ， ａｎｄ ｆｕｒｔｈｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｐｒｉｏｉｒｔｙ ｏｆａ ｎｅｗ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｄｉｇｉｔａｌ ｌｏｇｉｃ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｎｄ ｄｉｇｉ－ｕｓｉｎｇ ＶＨＤＬ ｉｎ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｏｒｎｉｃ ｄｅｓｉｇｎ ａｕ－ｔｏｍａｔｉｃｌｙ ｉｎ ｔｅｒｍ ｏｆ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｅｘａｍｐｌｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ＶＨＤＩ；ｅｌｅｃｔｏｒｎｉｃ ｄｅｓｉｇｎ ；ＥＤＡ （上接第６４页】下面提供一种常用的基本控制电且控制简单，提高了产品的质量和竞争能力，在应路（见图４）１１ｌ ｏ用的十几年时间里，未发生由它引起的质量事故。（ ２）根据使用经验，湿式电磁离合器不要带满负载接合，这样会造成摩擦片瞬间变形，使离合器失效。使用中应特别注意对其的润滑，润滑油要及时更换，而且要保证有足够的润滑油。另外离合器接合频率不宜太高。图４常用基本控制电路 图中电阻Ｒ和二极管Ｄ是用来保护励磁线参考文献：圈的，即在断电时感应过电压不致击穿线圈绝缘［１］机械设计手册编写组．机械设计手册（第４卷）【Ｍ〕．北京机而设置的。我厂实际应用中是以蓄电池组作为供械工业出版社，１ ９９１电电源，效果很好。［２１段广汉．舒森茂．王传资，等离合器结构图册【Ｍ〕北京：国防工业出版社１ ９８９５结论［３］花家寿．新型联轴器与离合器［Ｍ］．上海：上海科学技术出版社． １９８９ （Ｉ）我厂某型号设备的轴流风机中采用的是【们演良贵纪名刚．机械设计（第６版〕【Ｍ」．北京高等教育出版ＤＬＭ５一２．５型和ＤＬＭ５一６３型两种湿式电磁离合社，１ ９９７器。两种产品的应用效果很好，其安装简单，接合【５」侯秀珍．机械系统设计【Ｍ］．哈尔澳：哈尔滨工业大学出版社，２００１ 和脱开迅速，接合时间短均实现了远距离操纵并［６１王鸿明．电工技术与电子技术【Ｍ］．北京：清华大学出版社．１９９９ Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｍｕｌｔｉｄｉｓｃｃｌ ｕｔｃｈｅｓ ｆｏｒ ｗｅｔ ｏｐｅｒａｔｉｏｎＣＨＥＮ Ｙａｏ一ｄｏｎｇ ＱＵ Ｌｉ一ｇａｎｇ ＸＩＮ Ｂｉｎ ＴＡＮ Ｗｅｉ （Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｅｏｒｎａｕｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｓｈｅｎｙａｎｇ， １１００３４）Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｏｒｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｍａｃｈｉｎｅｙｒ ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｍｕｌｔｉｄｉｓｃ ｃｌｕｔｃｈｅｓ ｆｏｒ ｗｅｔ ｏｐｅｒａ－ｔｉｏｎ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｐｒａｃｔｉｃｅ， ｉｔ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｔｈｅ ｔｗｏ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｃｏｎｔｏｒｌ ｅｌｅｃｔｏｒｃｉｒｃｕｉｔ ａｎｄ ｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒ－ｍａｎｃｅ． Ｆｉｎａｌｌｙ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｅｆｅｃｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉａｌｉｓａｔｉｏｎ ａｒｅ ｃｏｎｃｌｕｄｅｄＫｅｙｗｏｒｄｓ： Ｔｈｅ ｍｕｌｔｉｄｉｓｃ ｃｌｕｔｃｈｅｓ ｆｏｒ ｗｅｔ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ； ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｓｔｙｌｅ； ｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇ； ｃｏｎｔｏｒｌ ｅｌｅｃｔｏｒｃｉｒｃｕｉｔ
