Hardware Description Language

ハードウェア記述言語とは？

ハードウェアの設計といえば，基本論理素子(AND, OR, NOT など)を用いて，紙面上に回路図を書いたり，コンピュータ上でマウスを使って回路を入力する回路図エディタを使用して設計することを想像されるかもしれません．ところが最近になって，ハードウェアを言語で表現できるハードウェア記述言語を用いて，ハードウェア・デバイスの設計が行れつつあります．これはハードウェア記述言語を用いることで，ハードウェア・アーキテクチャの設計からレイアウト設計・テストに至る一連の工程の中で，動作レベルやゲートレベルなどの記述を経たトップダウン設計を行うことが可能となり，設計生産性と設計信頼性が飛躍的に向上するためです．

ハードウェア記述言語には様々な種類がありますが，世界的に多く用いられている言語としてはVHDLとVerilogがあります．これらのハードウェア記述言語によるシステム開発のメリットとして，以下のような項目が挙げられます．

規格化の動き(設計の互換性) ： VHDLやVerilogはIEEE(米国電気電子協会) で規格化されたハードウェア記述言語です．規格化されたことで，安心して採用することができるとともに，規格を満たすCADシステムでは基本的にソースの書換えをすることなく実行できることが保証されます．

様々な設計手法およびテクノロジのサポート ：トップダウン対ボトムアップ的な設計手法を行えるとともに，同期対非同期設計あるいはマイクロプログラム対ワイヤード・ロジックような設計テクノロジをサポートしています．

テクノロジおよびプロセスからの独立 ：実装デバイスとしてCMOSやECL等のプロセスから独立しており，それらを意識することなくシステム動作等のシミュレーションを行えます．

広範囲な記述能力 ：システム・レベルからゲートレベルまで記述できる一貫した構文規則を備えている．またそれらのレベルを混在させて記述しシミュレーションすることも可能です．

大規模な設計と設計の再利用 ：言語使用の上で分割設計をサポートしており，設計情報の部品化等を用意に実現できるため大規模なシステムの設計も可能である．

今回は，VHDLを例として簡単な例を用いて学びます．ひとつのハードウェア記述言語を理解しておけば，他方のハードウェア記述言語を理解するのは簡単です．

では，VHDLの概要について学びましょう．

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