Limbajul de descriere a hardware-ului

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

Un limbaj de descriere a hardware-ului (în limba engleză hardware description language, în acronim HDL), în „ Computer Engineering” , indică un limbaj de computer specializat utilizat pentru a descrie structura și comportamentul circuitelor electronice, în special a circuitelor digitale .

fundal

Primele limbi de acest tip au apărut la sfârșitul anilor 1960, odată cu apariția unor limbi mai tradiționale. [1] Primul care a avut un efect de durată a fost descris în 1971 de Gordon Bell și în textul Computer Structures al lui Allen Newell. [2] Acest text a introdus conceptul de nivel de transfer de registre , utilizat pentru prima dată în limbajul ISP pentru a descrie comportamentul PDP-8 fabricat de Digital Equipment Corporation . [3] Limbajul a devenit mai popular odată cu introducerea modulelor RT-Level PDP-16 ale DEC, ale căror caracteristici au fost descrise în cartea lui Grason Newell din 1972 Computer and Digital Systems Design . [4] Au urmat cel puțin două implementări. (ISPL și ISPS). [5] [6] ISPS a fost foarte potrivit pentru a descrie relațiile dintre intrările și ieșirile de proiectare și a fost adoptat rapid de echipele comerciale ale DEC, precum și de o serie de grupuri de cercetare atât în ​​Statele Unite, cât și în rândul aliaților NATO.

Munca făcută în 1979 la Technische Universität Kaiserslautern a produs un limbaj numit KARL ( "Register Transfer Language KAISERSLAUTERN"), care a inclus caracteristici ale limbajului de calcul design - lui care a sprijinit foarte mare de integrare la scară (VLSI) cip floorplanning. Și design hardware structurat. Această lucrare a fost, de asemenea, baza limbajului cognitiv grafic interactiv al KARL, al cărui nume a fost „A Block diagram Language” (ABL). Acesta din urmă a fost implementat la începutul anilor 1980 de Centrul de Studii și Laboratoare în Telecomunicații ( CSELT ) din Torino, Italia, producând editorul grafic VLSI ABLED. La mijlocul anilor 1980, un proiect de proiectare VLSI a fost implementat în jurul KARL și ABL de către un consorțiu internațional finanțat de Comisia Uniunii Europene. [7] La sfârșitul anilor 1970, tehnologia dispozitivelor logice programabile (PLD) a devenit populară, deși aceste proiecte s-au limitat în principal la proiectarea mașinilor cu stare finită . Lucrările efectuate în 1980 de General Data au implementat aceleași dispozitive pentru a proiecta Data General Eclipse MV / 8000 , iar nevoile comerciale au început să crească pentru un limbaj care le-ar putea corespunde. În 1983 Data I / O a introdus ABEL pentru a satisface această nevoie.

Odată cu trecerea la VLSI, primul limbaj de descriere modern a fost Verilog , introdus de Gateway Design Automation în 1985. În 1987, o cerere din partea Departamentului Apărării din SUA a condus la dezvoltarea VHDL , care se bazează pe Ada , precum și pe experiența acumulată cu dezvoltarea anterioară a ISPS. [8] Cadence Design Systems a dobândit ulterior drepturile asupra Verilog-XL, simulatorul de limbaj de descriere hardware care va deveni standardul de facto al simulatoarelor Verilog în anii '90 .

Descriere

Un limbaj de descriere hardware permite o descriere exactă și formală a unui circuit electronic care permite analiza și simularea automată a unui circuit electronic. De asemenea, permite sinteza unei descrieri HDL într-o netlist (o specificație a componentelor electronice fizice și modul în care acestea sunt conectate împreună), care pot fi apoi poziționate și direcționate pentru a produce setul de măști utilizate pentru a crea un circuit integrat. Un limbaj de descriere hardware seamănă mult cu un limbaj de programare precum C ; este o descriere textuală compusă din expresii, declarații și structuri de control. O diferență importantă între majoritatea limbajelor de programare și HDL este că HDL-urile includ în mod explicit noțiunea de timp.

Acestea fac parte integrantă din sistemele de automatizare a proiectării electronice, în special pentru circuite complexe, cum ar fi circuite integrate specifice aplicației, microprocesoare și dispozitive logice programabile.

Structura

Acestea constau din șiruri de text care descriu structura sistemelor electronice și comportamentul lor în timp. La fel ca limbajele de programare concurente, sintaxa și semantica includ notații explicite pentru a exprima concurența. Cu toate acestea, spre deosebire de majoritatea limbajelor de programare software, include și o noțiune explicită de timp, care este un atribut principal al hardware-ului. Limbile a căror conexiune constă în exprimarea conectivității circuitului între ierarhia de blocuri sunt clasificate corect ca limbi de netlist utilizate în proiectarea asistată de computer (CAD). HDL poate fi folosit pentru a exprima design-uri în arhitecturi structurale, comportamentale sau de transfer de nivel log pentru aceeași funcționalitate a circuitului; în ultimele două cazuri sintetizatorul decide arhitectura și dispunerea porții logice.

Notă

  1. ^ Barbacci, M. "O comparație a limbajelor de transfer de registre pentru descrierea computerelor și a sistemelor digitale", Universitatea Carnegie-Mellon, Departamentul de Informatică, martie 1973
  2. ^ CG Bell și A. Newell, Structuri de computer: lecturi și exemple , McGraw-Hill, 1971, ISBN 0-07-004357-4 .
  3. ^ ED Reilly,Milestones in Computing and Information Technology , Greenwood Press, 2003, p. 183, ISBN 1-57356-521-0 .
  4. ^ CG Bell, J. Grason și A. Newell, Proiectarea sistemelor digitale și a computerelor , presa digitală, 1972. (Număr LCCN 72-89566)
  5. ^ Barbacci, M. "Manipularea simbolică a descrierilor computerizate: ISPL Compiler and Simulator", Carnegie-Mellon Univ., Department of Computer Science, 1976
  6. ^ Barbacci, M. "The ISPS Computer Description Language", Carnegie-Mellon Univ., Departamentul de Informatică, 1977
  7. ^ J. Mermet, Fundamentals and Standards in Hardware Description Languages , Springer Verlag, 1993.
  8. ^ Barbacci, M., Grout S., Lindstrom, G., Maloney, MP "Ada ca limbaj de descriere hardware: un raport inițial", Carnegie-Mellon Univ., Departamentul de Informatică, 1984

Elemente conexe

Controlul autorității LCCN (EN) sh87005550 · GND (DE) 4159102-1 · NDL (EN, JA) 01.183.213