VHDL与Verilog在FPGA开发中的比较

作者&投稿:旁通 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
FPGA开发中的VHDL语言与Verilog HDL语言那个好学?各有什么优缺点?~

相对来说,VHDL更加严谨、灵活性较差,但容易入手;verilog的话相对比较灵活,适合大型开发,但是在编译时比不上VHDL。现在来说,学校教学一般使用VHDL,但是公司用的多的还是verilog。
建议初学者使用VHDL,学到一种严谨的习惯,再学verilog就相对简单。

Verilog HDL和VHDL都是用于逻辑设计的硬件描述语言,并且都已成为IEEE标准。VHDL是在1987年成为IEEE标准,Verilog HDL则在1995年才正式成为IEEE标准。之所以VHDL比Verilog HDL早成为IEEE标准,这是因为VHDL是美国军方组织开发的,而Verilog HDL 则是从一个普通的民间公司的私有财产转化而来,基于Verilog HDL的优越性,才成为的IEEE标准,因而有更强的生命力 VHDL 其英文全名为VHSIC HARDWARE DESCRIPTION Language,而VHSIC则是Very High Speed Integerated CIRCUIT的缩写词,意为甚高速集成电路,故VHDL其准确的中文译名为甚高速集成电路的硬件描述语言。 Verilog HDL和VHDL作为描述硬件电路设计的语言,其共同的特点在于:能形式化地抽象表示电路的行为和结构、支持逻辑设计中层次与范围的描述、可借用高级语言的精巧结构来简化电路行为的描述、具有电路仿真与验证机制以保证设计的正确性、支持电路描述由高层到低层的综合转换、硬件描述与实现工艺无关(有关工艺参数可通过语言提供的属性包括进去)、便于文档管理、易于理解和设计重用。 但是Verilog HDL和VHDL又各有其自己的特点,由于Verilog HDL早在1983年就已推出,至今已有近二十年的应用历史,因而Verilog HDL拥有更广泛的设计群体,成熟的资源也远比VHDL丰富。与VHDL相比Verilog HDL的最大优点是:它是一种非常容易掌握的硬件描述语言,只要有C语言的编程基础,通过二十学时的学习,再加上一段实际操作,一般读者可在二至三个月内掌握这种设计技术。而掌握VHDL设计技术就比较困难。这是因为VHDL不很直观,需要有Ada编程基础,一般认为至少需要半年以上的专业培训,才能掌握VHDL的基本设计技术。目前版本的Verilog HDL和VHDL在行为级抽象建模的覆盖范围方面也有所不同。一般认为Verilog HDL在系统级抽象方面比VHDL略差一些,而在门级开关电路描述方面比VHDL强得多。 用VHDL/VerilogHD语言开发PLD/FPGA的完整流程为: 1.文本编辑:用任何文本编辑器都可以进行,也可以用专用的HDL编辑环境。通常VHDL文件保存为.vhd文件,Verilog文件保存为.v文件 2.功能仿真:将文件调入HDL仿真软件进行功能仿真,检查逻辑功能是否正确(也叫前仿真,对简单的设计可以跳过这一步,只在布线完成以后,进行时序仿真) 3.逻辑综合:将源文件调入逻辑综合软件进行综合,即把语言综合成最简的布尔表达式和信号的连接关系。逻辑综合软件会生成.edf(edif)的EDA工业标准文件。 4.布局布线:将.edf文件调入PLD厂家提供的软件中进行布线,即把设计好的逻辑安放到PLD/FPGA内 5.时序仿真:需要利用在布局布线中获得的精确参数,用仿真软件验证电路的时序。(也叫后仿真) 6.编程下载:确认仿真无误后,将文件下载到芯片中 通常以上过程可以都在PLD/FPGA厂家提供的开发工具(如MAXPLUSII,Foundation,ISE)中完成,但许多集成的PLD开发软件只支持VHDL/Verilog的子集,可能造成少数语法不能编译,如果采用专用HDL工具分开执行,效果会更好,否则这么多出售专用HDL开发工具的公司就没有存在的理由了。

硬件描述语言HDL(Hardware Describe Language)

HDL概述

随着EDA技术的发展,使用硬件语言设计PLD/FPGA成为一种趋势。目前最主要的硬件描述语言是VHDL和Verilog HDL。 VHDL发展的较早,语法严格,而Verilog HDL是在C语言的基础上发展起来的一种硬件描述语言,语法较自由。 VHDL和Verilog HDL两者相比,VHDL的书写规则比Verilog烦琐一些,但verilog自由的语法也容易让少数初学者出错。 国外电子专业很多会在本科阶段教授VHDL,在研究生阶段教授verilog。从国内来看,VHDL的参考书很多,便于查找资料,而Verilog HDL的参考书相对较少,这给学习Verilog HDL带来一些困难。 从EDA技术的发展上看,已出现用于CPLD/FPGA设计的硬件C语言编译软件,虽然还不成熟,应用极少,但它有可能会成为继VHDL和Verilog之后,设计大规模CPLD/FPGA的又一种手段。

选择VHDL还是verilog HDL?

这是一个初学者最常见的问题。其实两种语言的差别并不大,他们的描述能力也是类似的。掌握其中一种语言以后,可以通过短期的学习,较快的学会另一种语言。 选择何种语言主要还是看周围人群的使用习惯,这样可以方便日后的学习交流。 当然,如果您是集成电路(ASIC)设计人员,则必须首先掌握verilog,因为在IC设计领域,90%以上的公司都是采用verilog进行IC设计。对于PLD/FPGA设计者而言,两种语言可以自由选择。

学习HDL的几点重要提示

1.了解HDL的可综合性问题:

HDL有两种用途:系统仿真和硬件实现。 如果程序只用于仿真,那么几乎所有的语法和编程方法都可以使用。 但如果我们的程序是用于硬件实现(例如:用于FPGA设计),那么我们就必须保证程序“可综合”(程序的功能可以用硬件电路实现)。 不可综合的HDL语句在软件综合时将被忽略或者报错。 我们应当牢记一点:“所有的HDL描述都可以用于仿真,但不是所有的HDL描述都能用硬件实现。”

2. 用硬件电路设计思想来编写HDL:

学好HDL的关键是充分理解HDL语句和硬件电路的关系。 编写HDL,就是在描述一个电路,我们写完一段程序以后,应当对生成的电路有一些大体上的了解, 而不能用纯软件的设计思路来编写硬件描述语言。 要做到这一点,需要我们多实践,多思考,多总结。

3.语法掌握贵在精,不在多

30%的基本HDL语句就可以完成95%以上的电路设计,很多生僻的语句并不能被所有的综合软件所支持,在程序移植或者更换软件平台时,容易产生兼容性问题,也不利于其他人阅读和修改。建议多用心钻研常用语句,理解这些语句的硬件含义,这比多掌握几个新语法要有用的多。

HDL与原理图输入法的关系

HDL和传统的原理图输入方法的关系就好比是高级语言和汇编语言的关系。HDL的可移植性好,使用方便,但效率不如原理图;原理图输入的可控性好,效率高,比较直观,但设计大规模CPLD/FPGA时显得很烦琐,移植性差。在真正的PLD/FPGA设计中,通常建议采用原理图和HDL结合的方法来设计,适合用原理图的地方就用原理图,适合用HDL的地方就用HDL,并没有强制的规定。在最短的时间内,用自己最熟悉的工具设计出高效,稳定,符合设计要求的电路才是我们的最终目的。

HDL开发流程

用VHDL/VerilogHD语言开发PLD/FPGA的完整流程为:

1.文本编辑:用任何文本编辑器都可以进行,也可以用专用的HDL编辑环境。通常VHDL文件保存为.vhd文件,Verilog文件保存为.v文件

2.功能仿真:将文件调入HDL仿真软件进行功能仿真,检查逻辑功能是否正确(也叫前仿真,对简单的设计可以跳过这一步,只在布线完成以后,进行时序仿真)

3.逻辑综合:将源文件调入逻辑综合软件进行综合,即把语言综合成最简的布尔表达式和信号的连接关系。逻辑综合软件会生成.edf(edif)的EDA工业标准文件。

4.布局布线:将.edf文件调入PLD厂家提供的软件中进行布线,即把设计好的逻辑安放到PLD/FPGA内

5.时序仿真:需要利用在布局布线中获得的精确参数,用仿真软件验证电路的时序。(也叫后仿真)

6.编程下载:确认仿真无误后,将文件下载到芯片中

通常以上过程可以都在PLD/FPGA厂家提供的开发工具(如MAXPLUSII,Foundation,ISE)中完成,但许多集成的PLD开发软件只支持VHDL/Verilog的子集,可能造成少数语法不能编译,如果采用专用HDL工具分开执行,效果会更好,否则这么多出售专用HDL开发工具的公司就没有存在的理由了。

VHDL与Verilog在FPGA开发中的比较
答:VHDL发展的较早,语法严格,而Verilog HDL是在C语言的基础上发展起来的一种硬件描述语言,语法较自由。 VHDL和Verilog HDL两者相比,VHDL的书写规则比Verilog烦琐一些,但verilog自由的语法也容易让少数初学者出错。 国外电子专业很多会在本科阶段教授VHDL,在研究生阶段教授verilog。从国内来看,VHDL的参考书很...

VHDL和Verilog的区别
答:而 VHDL 设计相对要难一点,这个是因为 VHDL 不是很直观,需要有 Ada 编程基础,一般认为至少要半年以上的专业培训才能掌握。目前版本的 Verilog HDL 和 VHDL 在行为级抽象建模的覆盖面范围方面有所不同。一般认为 Verilog 在系统级抽象方面要比 VHDL 略差一些,而在门级开关电路描述方面要强的多。

vhdl与verilog的区别是什么?
答:1、意思不一 vhdl:是一种用于电路设计的高级语言。verilog:是一种硬件描述语言。2、来源不一 vhdl:诞生于1982年,来自ADA。verilog:是由Gateway设计自动化公司的工程师于1983年末创立,来自C语言。3、层次不一 vhdl:语法严谨,比较难学,在欧洲和国内有较多使用者。verilog:易学易用,编程风格灵活、...

vhdl与verilog的区别是什么?
答:vhdl与verilog的区别为:不同、用途不同、编程层次不同。一、不同 1、vhdl:vhdl是一种用于电路设计的高级语言。2、verilog:verilog的为。二、用途不同 1、vhdl:vhdl主要用于描述数字系统的结构,行为,功能和接口。2、verilog:verilog以文本形式来描述数字系统硬件,可以表示逻辑电路图、逻辑表达式,还...

vhdl与verilog的区别
答:一般认为verilog更灵活效率高(以较少的代码实现相同功能)拥有一些vhdl没有的系统函数比如$time、$random等vhdl语法严格某些错误在语法分析阶段就可以被发现抽象层次较verilog略高具有一些verilog没有的功能比如可以定义模块端口为多维数组类型、可以不指定状态机的具体编码方式两者不存在“优劣”之分和系统规模...

VHDL和Verilog HDL有什么不同?
答:verilog在工业界通用些,VHDL在大学较多。 个人觉得VHDL比较严谨,VerilogHDL格式要求松一些。 HDL特别是Verilog HDL得到在第一线工作的设计工程师的特别青睐,不仅因为HDL与C语言很相似,学习和掌握它并不困难,更重要的是它在复杂的SOC的设计上所显示的非凡性能和可扩展能力。 在学习HDL语言时,笔者认为先学习VerilogHDL...

VHDL与VerilogHDL有什么异同?
答:目前版本的Verilog HDL和VHDL在行为级抽象建模的覆盖范围方面也有所不同。一般认为Verilog HDL在系统级抽象方面比VHDL略差一些,而在门级开关电路描述方面比VHDL强得多。 用VHDL/VerilogHD语言开发PLD/FPGA的完整流程为: 1.文本编辑:用任何文本编辑器都可以进行,也可以用专用的HDL编辑环境。通常...

Verilog HDL 与 VHDL的区别
答:区别大了 详细的你可以看楼上说的 个人感觉是新手入门的话用verilog学起来会很快,因为verilog更接近于C,也像C一样灵活。VHDL有很严谨的各种规定和格式,不容易写出硬件上的错误,但初学者相对较难掌握。

关于VHDL和Verilog的区别
答:VHDL 源于军方的ADA编程,而verilog则源于我们熟悉的C语言。所以,学verilog入门较快,快的话几天就可以掌握全部语法。当然只是理解和懂得,灵活的运用还要依靠大量的实践。而相对来说VHDL入门则比较难。关于两者的好坏,谁也所不清。有人说用VHDL才是技术所在,因为其具有ada编程模式,而ada又广泛应用在...

Verilog HDL 与VHDL的区别
答:语法有区别,Verilog易学一点