VHDL学习笔记——数字系统设计

　　数字系统是指有若干数字电路和逻辑不见构成的能够处理或传输数字信息的设备。数字系统可分为三部分：输入输出接口、数据处理器和控制器。

　　【传统的系统硬件设计】方法是（1）采用自底向上的设计方法（2）采用通用的逻辑元器件（3）在系统硬件设计的后期进行仿真和调试（4）主要设计文件是电原理图

　　现在流行的，也是我重点学习的设计方法是【层次化结构设计】。这种设计方法，比较通俗地讲就是：将各功能的实现模块化，每个模块对外提供接口，各模块之间通过接口进行数据交流，而不必关心对方模块内部的算法实现。

　　下面用比较专业的话来讲讲层次化结构设的特点。

　　系统层次可从两个不同的角度来表示：系统结构层次与系统性能层次。前者代表了系统由模块组成的形式，后者指的是系统输出对输入的响应。

　　对于一个数字系统来说，一般可以分为六个层次：系统级；芯片级；寄存器级；门级；电路级；硅片级。这六级自上而下，体现了大部分常见系统设计的特点，由与人交互的应用层逐层向下，直到最基本的物理实现。各级都可在系统性能与系统结构中有对应的描述。

　　六级系统实现分层中，系统级的性能描述主要是指运算速度、传输带宽等性能指标，一般通过文字表示；芯片级的性能描述则是通过算法表示的，也就是使用VHDL语言描述在芯片上实现的算法；寄存器级：数据流描述；门级：布尔方程。

　　常见的系统结构可以分解为树形结构各节点之间的链接线可看做是模块结构描述，而各叶子之间的联系可看做是性能描述。对于这样的结构，在进行编程实现的时候，要按照一定的顺序有条理地进行，而不能随意性很大的，看到哪里就写哪里，否则会使程序设计不具有连续性，编程效率大大降低。常见的设计顺序有“自顶向下设计”和“自底向上设计”二者各有特点，各有优劣。

　　自顶向下设计的出发点是树根……

　　自底向上设计……

未完待续