Introduzione al VHDL

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Giuseppe La Gualano
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Introduzione al VHDL

Messaggio#1 » 09/10/2015, 19:14

Nella progettazione elettronica, un ruolo molto importante è la simulazione dei circuiti stessi grazie ai così detti EDA (Electronic Design Automation).


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Uno dei più noti linguaggi di descrizione hardware è sicuramente il VHDL. È un derivato del programma Very High Speed Integrated Circuit (VHSIC) ideato dal Dipartimento della Difesa Statunitense tra la fine degli anni 70 e l’inizio degli anni 80.
La sua nascita effettiva è stabilita nel 1987 con la definizione di standard IEEE 1076.
Infatti è errato definire il VHDL come un linguaggio di programmazione.
Le diverse parti di codice inserite all'interno del progetto in vhdl, vengono tradotte in un circuito elettronico dove le varie parti funzionano contemporaneamente.
Ciò non accade nei linguaggi di programmazione siccome le funzioni inserite in essi vengono eseguite riga per riga dall'alto verso il basso poiché vengono eseguite da un unico processore fisico.

Apprendere il VHDL può risultare complicato se si ci avvicina in modo profano, quindi come prerequisiti base sono necessari per lo meno la conoscenza dei principali operatori logici e per maggiore dimestichezza nell'utilizzo dei software, la conoscenza sommaria dei comandi MS-DOS per chi utilizzasse un sistema operativo Microsoft Windows.

Come compilatore e simulatore è consigliato l'utilizzo del tool gratuito GHDL ed Il visualizzatore GTKwave.
Entrambi sono scaricabili gratuitamente presso questo link.

Inoltre utilizzeremo per editare i nostri file vhdl , il software Notepad++ scaricabile presso https://notepad-plus-plus.org/download/v6.8.3.html

Una volta scaricato ed estratto il contenuto dall'archivio, procediamo con l'installazione di ghdl.

Basterà eseguire il file "ghdl-installer-0.26.exe" e la procedura automatica installerà il software nel percorso da lui predefinito (ma modificabile per qualsiasi esigenza) senza alcuna complicazione.

Per controllare che l'installazione del software sia andata a buon fine basta aprire il cmd e digitare il comando:

Codice: Seleziona tutto

ghdl --help


Ovvio ci restituirà il "testo d'aiuto" in caso l'installazione fosse andata a buon fine, altrimenti comparirà un errore.

Per il visualizzatore GTKwave, dovremo raggiungere la cartella dove installato il software ghdl ed incollare la cartella "gtk" presente nell'archivio precedentemente scaricato.

Ora vediamo se l'esempio di prova viene eseguito con successo.

Raggiungiamo la cartella "Esempio di Prova GHDL" presente in "Simulazione" ed eseguiamo il file make.bat (successivamente a questa guida, utilizzeremo il cmd per eseguire questo file in modo da poter visualizzare errori qualora presenti nei nostri progetti).

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Questo è il risultato da ottenere. Nella prossima guida specificheremo il funzionamento dei file minimi necessari per la simulazione di un circuito e come visualizzarli su GTKwave (da notare che nello screen di sopra le variabili a, b, c non sono fatte visualizzare appositamente poiché spiegheremo prima come crearle).
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