从Verilog到VHDL(上)基本语法

从Verilog 到VHDL（上）基本语法
16 六
从学校里开始,我所接触的就一直是VerilogHDL 而非更老牌的VHDL, 而且后续接触的项目中也多半是Verilog 的用户，坦白的讲，Verilog 的活力也确实更足一些，从
IEEE1800-2005 开始的SystemVerilog 的标准化，将
Verification 和Design 的一体化的尝试，我个人认为，是走在正确的道路上。

所以，我确实想不到，我竟然也要回头学起VHDL 来了，毕竟一些老牌公司，特别是欧洲的公司，往往因为历史原因，仍然在使用VHDL ，看来终究是绕不过去的了正如一个Design Verification 工程师在目前想完全的不和SpecmanE 打交道是很难的一样。

面记载的是两种语言学习过程中的一些体会，而且更多的是从语法角度出发，算是梳理一下思路吧，而且，以前从来
没有接触过VHDL ，当然会存在很多非常初级的东西。

而在本文之后，打算再写一篇简单阐述下结合Cadence 的IUS 工具，使用SystemVerilog 对VHDL 进行验证的基本方
法。

起手式从Verilog 撞进VHDL 的世界，有些东西要先搞清
楚，否则会一头雾水：
1. 大小写敏感：Verilog 是大小写敏感的，VHDL 则非；
2.注释：Verilog 的行注释为// ，块注释为/**/;VHDL 只
支持
行注释–;[1. 这个算是不方便的一个地方了，不过不
基本结构
论是在Vim 还是Emacs 当中，批量做行注释也很容易实现；] VHDL 被认为是要求更严格，更多讲究的语言，相比和 C 类
似的Verilog ，架构上更严谨一些：
1.基本结构：从上往下为
USE 定义区（调用库和包）；Package 定义区（自定义程序包）；Entity定义区（定义电路实体外观，I/O接口的规
格）;
[2. Entity 感觉像是 C 的头文件定义之类的东西，而在Verilog
当中，这些其实都是被整合在Module 里头一起完成
了。

]Architecture 定义区（描述内部功能）；[3. 同
上，相当于Verilog 的Module 内部实现。

]Configuration 定义区（决定那个Architecture 被使用）[4. 这也许就是
之所以要分开
Arch 和Entity 的原因，类似的效果在Verilog 里实现，则
要使用那个configuration blocks/library map files这需
些在
要使用那个 configuration blocks/library map files 这些在 Verilog 2001 当中增加的 features ，不过这些部分在 Verilog
当中属于 Beyond language ，更多的是位于语言之上的
2. 并行与串行： 在这一点上， VHDL 和 Verilog 有些类似，书写在 Architecture
内的语句，直接被认为是并行执行，无论书写顺序的（就如 中的并列的 Always 语句块）；而顺序执行的串
行 语句必须放置在进程语句 （process ）当
中，正如 Verilog 的
begin…end 。

3. process ：
和 Verilog 不同的是这里的 Process 是要求有敏感变量列表 逻辑时类似。

所以当写这样的语句，不妨多回想 Verilog 中 对于敏感变量列表的要求。

4. 例化： 在 VHDL 当中尝试例化一个 entity ，比起 Verilog 要麻烦不少。

首先，必须在 Architecture 当中用 Component 语法来声明 这个实体的 Port 和 Generic （参数）；然后才可在后续内容 当中例化实体， 并且用 generic map 和 port map 来进行参数
scope 中了。

］
同 Verilog 作为输入的， 正如试图在 Verilog 中用 Always 语句实现组合
赋值和port 连接。

5.库，包和配置：
VHDL 这方面的组织比起Verilog 显然要严密多了，使用
configuration ，用简单的语句，就可以把不同的architecture
实现和entity 实现绑定，而此时我们就能看出VHDL 之所以要分开所谓entity 和architecture 的目的所在了。

CONFIGURATION 配置名OF 实体名IS
FOR 为实体选配的构造体名
END FOR ；
END 配置名；而事实上，configuration还可以直接指定某个Hierachy的某
个实体究竟适用那种entity 来例化，语法如下（参见VHDL Configuration ）：
configuration TopMixed of Top is —TopMixed 是配置名，Top 是实体名
for Structure
是结构体名，是和实体Top 相对应的结构体
—B1 和B2Structure
for B1: Blk
是结构体structure 中的元件例化语句的标
use entity Work.Blk(RTL); —此
语
句说明，在元件例化的时候，利用用户自定义
的实体blk 来例化，其结构体是RTL
end for;
for B2: Blk
use entity Work.GateLevelBlk(Synth) —
此
语句说明，元件例化B2 时，利用实体
GateLevelBLK 对应的Synth 构造体来例化
port map (IP => To_Vector(A),
To_Int8(OP) => F);
end for;
end for;
end TopMixed;
只不过这似乎太麻烦了一点。

而Library 和Package 更好理
解一些。

用户可以将一些公共的定义统一靠Package 和Package Body 的关键字来定义到一个包里面去，而这些包又可以被编译在Library 当中。

不过Library 的建立似乎只
依赖于工具的解决，例如在编译的时候选择将包内容编译到某
个库之中，然后再使用。

使用的过程，则是利用Library ，Use 等关键字来import 这些内容。

而要提醒的是，当前编译代码都是被认为是缺省的编入到了work 库当中，所以如果需要引用代码中定义的某个包内容，应该用work.
(packet_name).all 之类的path 来声明。

操作
1. 强类型语言：
VHDL 是强类型语言，对类型要求非常严，一个对象只能有
种数据类型，而且不同类型数据间赋值是严格禁止的，这点Verilog 用户应当注意。

2. Procedure 和Function ：
很好理解，直接对应Verilog 的Task 和Function ，需要注意
的就是在VHDL 中还可以对Function 进行重载，这个，也许有用吧。

3.属性：
VHDL 针对不同的对象，都具有不同的属性，这些属性不妨理解成Verilog 当中的Predefined tasks or methods ，但是似乎更加的丰富和多样，相信能够有效的减少代码量。

小结
本文目的不在于语法的教程或者指导（本来我也刚看VHDL 不过一个下午而已…… ），更希望能够迅速、扼
要的抽出VHDL 和Verilog 的一些区别和共性，加速学习的过程。

不过，我相信，一个熟悉Verilog 的工程师，在吃透了上面这些不同点后，至少可以跌跌撞撞的开始写VHDL 代码了，更多的东西，自然需要在实践中去体会和学习。

接下来，我的计划是结合Cadence 的IUS 工具，写一写最
基本的SystemVerilog 对于VHDL 的验证的QuickStart 了。

[5. 从目前了解的来看，VHDL 对于验证方面的支持还真是有限，比起Verilog 都有所不及，在最基本的打印，仿真控制上都要麻烦一些，所以，这种情况下，干脆一律交给
SystemVerilog/Vera/E/ 去做，可能还更直接一些]。