Curso intensivo de VHDL: tudo o que você precisa saber

Se você é um estudante de engenharia eletrônica, um profissional de TI ou simplesmente um entusiasta da eletrônica, é provável que já tenha ouvido falar sobre VHDL (VHSIC Hardware Description Language). VHDL é uma linguagem de programação usada para projetar circuitos integrados, especialmente em Field-Programmable Gate Arrays (FPGAs) e outros dispositivos eletrônicos digitais.

Se você está interessado em aprender VHDL, mas não sabe por onde começar, este curso intensivo é perfeito para você. Aqui está tudo o que você precisa saber sobre VHDL, começando pelos conceitos básicos.

O que é VHDL?

VHDL é uma linguagem de descrição de hardware que permite descrever circuitos digitais e sistemas complexos em nível de abstração mais alto. VHDL foi desenvolvido pela Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) nos Estados Unidos como parte de um esforço para padronizar o design de sistemas de hardware.

O termo VHSIC significa Very High-Speed Integrated Circuit, ou circuitos integrados de alta velocidade. O VHDL permite aos projetistas de hardware descrever o comportamento de um circuito digital, incluindo seus elementos e a interconexão entre eles.

Por que VHDL é importante?

VHDL é importante porque permite aos projetistas de hardware desenvolver sistemas complexos de maneira mais eficiente. Antes da VHDL, os projetistas usavam diagramas lógicos para descrever seus circuitos. Isso requer muito esforço manual e é suscetível a erros.

Com a VHDL, os projetistas podem descrever seu hardware em um formato de texto que pode ser usado para simular e sintetizar o circuito. Isso permite que o projetista verifique a funcionalidade do circuito e o otimize antes de implementá-lo em um FPGA ou outro dispositivo eletrônico.

Construindo um sistema em VHDL

Agora que você já sabe o que é VHDL e por que é importante, vamos olhar para como construir um sistema em VHDL. Há duas fases principais na construção de um sistema em VHDL: simulação e síntese.

A simulação é usada para verificar a funcionalidade do sistema antes de implementá-lo em um dispositivo eletrônico. O projetista de hardware pode criar um modelo em VHDL que representa o comportamento do sistema e simulação o modelo para verificar se ele está funcionando corretamente.

A síntese é usada para transformar o modelo VHDL em um circuito eletrônico real. Durante a síntese, o modelo VHDL é traduzido em uma rede eletrônica que pode ser implementada em um dispositivo eletrônico, como um FPGA.

Projeto prático em VHDL

A melhor maneira de aprender VHDL é através de um projeto prático. Aqui está um exemplo de projeto para você começar.

Suponha que você queira projetar um temporizador que exiba os segundos, minutos e horas em um display de sete segmentos. O temporizador deve ser capaz de ser ajustado através de um botão e deve ter uma opção para iniciar, parar e zerar o temporizador.

Aqui está uma descrição em VHDL do temporizador:

entity timer is

port(

clk: in std_logic;

reset: in std_logic;

start_stop: in std_logic;

zero: in std_logic;

seg: out std_logic_vector(6 downto 0)

);

end entity timer;

architecture behavioral of timer is

signal count_sec: integer range 0 to 59 := 0;

signal count_min: integer range 0 to 59 := 0;

signal count_hr: integer range 0 to 23 := 0;

signal start: boolean := false;

signal stop: boolean := true;

...

end architecture behavioral;

Isso é apenas uma pequena amostra do que é possível com VHDL. Há muitos projetos interessantes que você pode desenvolver com essa linguagem de programação.

Conclusão

VHDL é uma linguagem de programação importante para projetar circuitos integrados em FPGA e outros dispositivos eletrônicos digitais. Compreender os conceitos básicos de VHDL pode ser bastante desafiador. No entanto, com um pouco de prática e habilidade, você pode se tornar um especialista em VHDL e desenvolver seus próprios projetos de hardware.