基于FPGA的电机控制器设计(5)
2.3 VHDL硬件描述语言
硬件描述语言（HDL）是一种用于设计硬件电子系统的计算机语言，是EDA技术的重要组成成分，英文全名是VHSIC(Very High Speed Integrated Circuit)Hardware Description Language，它用软件编程的方式来描述电子系统的逻辑功能、电路结构和连接形式，与传统的门级描述方式相比，它更适合大规模系统的设计。例如一个32位的加法器，利用图形输入软件需要输人500至1000个门，而利用VHDL语言只需要书写一行“A＝B＋C”即可[4]。而且 VHDL语言可读性强，易于修改和发现错误，具有很强的电路描述和建模能力，能从多个层次对数字系统进行建模和描述，从而大大简化了硬件设计任务，提高了设计效率和可靠性，是本课题设计过程中所使用的硬件描述语言。
VHDL的设计方法多种多样：主要有自顶向下、自底向上和混合设计的方法。自底向上的设计方法是一种低效、低可靠性、费时费力且成本高昂的设计方法。而在EDA技术应用中，自顶向下的设计方法，就是在整个设计流程中各设计环节逐步求精的过程，是其首选设计方法。
应用VHDL进行自顶向下的设计，就是使用VHDL模型在所有综合级别对硬件设计进行说明、建模和仿真测试。流程如图1.1所示：
图1.1 自顶向下的设计流程
VHDL还具有以下优点：
1. VHDL的宽范围描述能力使它成为高层次设计的核心，将设计人员的工作重心提高到了系统功能的实现与调试，而花较少的精力于物理实现。
2. VHDL可以用简洁明确的代码描述来进行复杂控制逻辑的设计，灵活且方便，而且也便于设计结果的交流、保存和重用。
3. VHDL的设计不依赖于特定的器件，方便了工艺的转换。
4. VHDL是一个标准语言，为众多的EDA厂商支持，因此移植性好。
综上所述，EDA技术是电子设计领域的一场革命，目前正处于高速发展阶段，每年都有新的EDA工具问世。广大电子工程人员掌握这一先进技术，这不仅是提高设计效率的需要，更是我国电子工业在世界市场上生存、竞争与发展的需要。
2.4 EDA发展趋势
面对
可编程逻辑器件发展趋势
可编程逻辑器件已经成为当今世界上最富吸引力的半导体器件，在现代电子系统设计中扮演着越来越重要的角色。过去的几年里，可编程器件市场的增长主要来自大容量的可编程逻辑器件CPLD和FPGA，其未来的发展趋势如下：
（1） 向高密度、高速度、宽频带方向发展
在电子系统的发展过程中，工程师的系统设计理念要受到其能够选择的电子器件的限制，而器件的发展又促进了设计方法的更新。随着电子系统复杂度的提高，高密度、高速度和宽频带的可编程逻辑产品已经成为主流器件，其规模也不断扩大，从最初的几百门到现在的上百万门，有些已具备了片上系统集成的能力。这些高密度、大容量的可编程逻辑器件的出现，给现代电子系统（复杂系统）的设计与实现带来了巨大的帮助。设计方法和设计效率的飞跃，带来了器件的巨大需求，这种需求又促使器件生产工艺的不断进步，而每次工艺的改进，可编程逻辑器件的规模都将有很大扩展。
（2） 向在系统可编程方向发展
在系统可编程是指程序（或算法）在置入用户系统后仍具有改变其内部功能的能力。采用在系统可编程技术，可以像对待软件那样通过编程来配置系统内硬件的功能，从而在电子系统中引入“软硬件”的全新概念。它不仅使电子系统的设计和产品性能的改进和扩充变得十分简便，还使新一代电子系统具有极强的灵活性和适应性，为许多复杂信号的处理和信息加工的实现提供了新的思路和方法。
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