Che cos'è un linguaggio descrittivo hardware (HDL)?

4 ore fa p Robert Keim I circuiti digitali sono costituiti principalmente da transistor interconnessi. Progettiamo e analizziamo questi circuiti con l'aiuto di una struttura gerarchica: potremmo, in teoria, interpretare un'unità di elaborazione centrale (CPU) come un vasto mare di transistor, ma è molto più facile organizzare i transistor in porte logiche, porte logiche in adduttori o registri o moduli di temporizzazione, registri in banchi di memoria e così via. Questa struttura gerarchica ci consente di rappresentare efficacemente un circuito digitale mediante diagrammi interconnessi.
Questo lo chiamiamo uno schema. Questo approccio visivo alla descrizione di un circuito digitale è intuitivo, ma diventa poco pratico all'aumentare della complessità. Un altro modo per descrivere i circuiti digitali è utilizzare un linguaggio testuale che è specificamente destinato a catturare in modo chiaro e conciso le caratteristiche distintive del design digitale.
Tali linguaggi esistono e sono chiamati linguaggi di descrizione dell'hardware (HDL). I linguaggi di descrizione dell'hardware più popolari sono Verilog e VHDL. Sono ampiamente utilizzati insieme agli FPGA, che sono dispositivi digitali appositamente progettati per facilitare la creazione di circuiti digitali personalizzati.
I linguaggi di descrizione dell'hardware consentono di descrivere un circuito utilizzando parole e simboli, quindi il software di sviluppo può convertire quella descrizione testuale in dati di configurazione caricati nell'FPGA per implementare la funzionalità desiderata. Ecco un esempio di codice HDL: 1 entità Circuit_1 è 2 porte (a: in STD_LOGIC; 3 b: in STD_LOGIC; 4 out1: out STD_LOGIC); 5 end Circuit_1; 6 architettura Behavioral of Circuit_1 è 9 out1 <= (aeb); 10 fine comportamentale; Il comportamento elettrico descritto da questo codice può essere rappresentato visivamente come segue: Molte persone hanno già familiarità con i linguaggi di programmazione quando iniziano a conoscere i linguaggi di descrizione dell'hardware. Gli HDL assomigliano a linguaggi di programmazione di alto livello come C o Python, ma è importante capire che esiste una differenza fondamentale: le istruzioni nel codice HDL comportano operazioni parallele, mentre i linguaggi di programmazione rappresentano operazioni sequenziali.
Quando scriviamo un programma per computer o un modulo firmware, comprendiamo che il processore eseguirà righe di codice una alla volta, seguendo l'organizzazione dall'alto verso il basso che usiamo quando leggiamo il testo su una pagina. Nel codice HDL, stiamo descrivendo l'hardware digitale e parti separate di questo hardware possono operare simultaneamente, nonostante il fatto che le corrispondenti righe di codice siano scritte usando un'organizzazione dall'alto verso il basso. Cosa vuoi sapere sui linguaggi di descrizione dell'hardware? Condividi le tue domande nei commenti qui sotto.
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