Lenguaje de descripción de hardware

El concepto de un lenguaje de descripción de hardware como medio para capturar el diseño se introdujo por primera vez en la década de 1950, pero la adopción generalizada por parte de la comunidad de diseño no comenzó hasta después de 1985. Históricamente, el desarrollo de lenguajes de programación de software estimuló la evolución de los HDL. Un ejemplo, entre muchos, es el lenguaje de programación APL [Ive62] que se usó como una forma de entrada de diseño para una automatización lógica.
sistema desarrollado en IBM a principios de la década de 1960. Posteriormente, los investigadores utilizaron las convenciones de notación de APL en la Universidad de Arizona para diseñar AHPL (un lenguaje de programación de hardware) [Hil74]. Desde su introducción a principios de la década de 1970, AHPL apenas se utilizó en aplicaciones no académicas, pero sirvió como una herramienta de enseñanza eficaz [Hil87] en entornos de aula. En las tres décadas a partir de 1960, se introdujeron muchos HDL, incluidos DDL [Dul69], ISPS [Bar81] y Zeus [Lie83]. Sin embargo, el uso de estos lenguajes rara vez excedió la investigación y las aplicaciones académicas.

¿Qué es HDL?

En la historia de las computadoras digitales, se han desarrollado varias notaciones para capturar el comportamiento lógico de los circuitos digitales en diferentes niveles de abstracción. Las ecuaciones booleanas, los gráficos de tiempo, las tablas de transición de estado, los esquemas y los lenguajes de descripción de hardware son ejemplos de tales notaciones. Básicamente, un lenguaje de descripción de hardware es un conjunto de notaciones, similar a los lenguajes de programación de software, que se utiliza para modelar la función lógica de circuitos y sistemas digitales.. En comparación con formas alternativas de captura de diseño, se ha demostrado que el uso de HDL acorta el ciclo de diseño y produce realizaciones más sólidas. Muchos reconocen que sin las HDL, el diseño de los complejos circuitos actuales no sería posible en un tiempo razonable. Además, HDL se puede utilizar como entrada para una variedad de herramientas de análisis y síntesis. Similar a un lenguaje de programación de software donde el código de la máquina de destino está oculto para el programador, los HDL son independientes de cualquier tecnología de circuito de destino en particular.

Propósito de las HDL:

Los HDL permiten la lógica de comportamiento, transferencia de registro , puerta y nivel de conmutación, lo que brinda a los diseñadores la capacidad de definir niveles en detalle. La lógica de nivel de comportamiento permite que un conjunto de instrucciones se ejecuten secuencialmente, la lógica de nivel de transferencia de registro permite la transferencia de datos entre registros, impulsada por una lógica explícita de nivel de reloj y puerta, que define la lógica de nivel de puerta individual. Similar a la relación de HTML y CSS con el desarrollo web, Verilog/ VHDL tiene una relación similar con los FPGA y otros dispositivos lógicos configurables. Los HDL se pueden usar para diseñar y describir el diseño de sistemas digitales, desde simples unidades de memoria flip-flop hasta protocolos de comunicación complejos.

 Ejemplo / Estructura del código HDL:

1 entity Circuit_1 is
2     Port ( a : in  STD_LOGIC;
3            b : in STD_LOGIC;
4            out1 : out STD_LOGIC);
5 end Circuit_1;
-----------------------------------------------------
6 architecture Behavioral of Circuit_1 is
8 begin
9 out1 <= ( a and b );
10 end Behavioral;