笔记本电脑处理器选择 CPU/MCU/FPGA/SoC 这些芯片究竟是啥？(5)

硬件描述语言HDL的发展至今已有30多年的历史，其成功地应用于设计的各个阶段：建模、仿真、验证和综合等。到20世纪80年代，已出现了上百种硬件描述语言，对设计自动化曾起到了极大的促进和推动作用。但是，这些语言一般各自面向特定的设计领域和层次，而且众多的语言使用户无所适从。因此，需要一种面向设计的多领域、多层次并得到普遍认同的标准硬件描述语言。20世纪80年代后期至90年代，VHDL和Verilog HDL语言适应了这种趋势的要求，先后成为电气和电子工程师协会（Institute of Electrical & Electronics Engineers, IEEE）标准。

现在，随着超FPGA以及包含SoC内核FPGA芯片的出现，软硬件协调设计和系统设计变得越来越重要。传统意义上的硬件设计越来越倾向于与系统设计和软件设计结合。硬件描述语言为适应新的情况，迅速发展，出现了很多新的硬件描述语言，像System Verilog，SystemC、Cynlib C++等；另一方面，PLD设计工具在原先仅支持硬件描述语言设计输入的基础上，日益增加对传统高级设计语言（如C/C++）的设计支持。

目前，硬件描述语言可谓是百花齐放，有VHDL、Verilog HDL、Superlog、SystemC、System Verilog、Cynlib C++、C Level等。整体而言，在PLD开发领域应用最广的还是VHDL和Verilog HDL。随着逻辑系统开发规模的不断增大，SystemC和System Verilog等系统级硬件描述语言也得到越来越多的应用。

VHDL

早在1980年，因为美国军事工业需要描述电子系统的方法，美国国防部开始进行VHDL的开发。1987年，IEEE将VHDL制定为标准。参考手册为IEEE VHDL语言参考手册标准草案1076/B版，于1987年批准，称为IEEE 1076-1987。然而，起初VHDL只是作为系统规范的一个标准，而不是为设计而制定的。第二个版本是在1993年制定的，称为VHDL-93，增加了一些新的命令和属性。

虽然有“VHDL是一个4亿美元的错误”这样的说法，但VHDL毕竟是1995年以前唯一制定为标准的硬件描述语言，这是它不争的事实和优势；但同时它的使用确实比较麻烦，而且其综合库至今也没有标准化，不具有晶体管开关级模拟设计的描述能力。目前来说，对于特大型的系统级逻辑电路设计，VHDL是较为合适的。

实质上，在底层的VHDL设计环境是由Verilog HDL描述的器件库支持的，因此，它们之间的互操作性十分重要。目前，Verilog和VHDL的两个国际组织OVI（Open Verilog International）、VI正在筹划这一工作，准备成立专门的工作组来协调VHDL和Verilog HDL语言的互操作性。OVI也支持不需要翻译，由VHDL到Verilog的自由表达。

Verilog HDL

Verilog HDL是在1983年，由GDA（Gateway Design AUTOMATION）公司的Phil Moorby首创的。Phil Moorby后来成为Verilog-XL的主要设计者和Cadence公司的第一合伙人。在1984-1985年，Phil Moorby设计出了第一个名为Verilog-XL的；1986年，他对Verilog HDL的发展又作出了另一个巨大的贡献：提出了用于快速门级仿真的XL算法。

随着Verilog-XL算法的成功，Verilog HDL语言得到迅速发展。1989年，Cadence公司收购了GDA公司，Verilog HDL语言成为Cadence公司的私有财产。1990年，Cadence公司决定公开Verilog HDL语言，于是成立了OVI组织，负责促进Verilog HDL语言的发展。基于Verilog HDL的优越性，IEEE于1995年制定了Verilog HDL的IEEE标准，即Verilog HDL 1364-1995；2001年发布了Verilog HDL 1364—2001标准，在这个标准中，加入了Verilog HDL - A标准，使Verilog HDL有了模拟设计描述的能力

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