Le moderne società basano buona parte della loro struttura sociale ed economica sulla raccolta, immagazzinamento, elaborazione dell' "informazione"; Esempi sono i sistemi informatici, le reti di dati, i sistemi di comunicazione personali , i sistemi di controllo industriale. Questi sistemi sono tutti basati su componenti elettronici (transistori) di dimensioni ormai inferiori al decimo di micron; Sistemi elettronici complessi possono contenere decine o centinaia di milioni di Transistori. Compito sempre più arduo per gli ingegneri elettronici è il progetto di questi dispositivi, tuttavia oggi i progettisti hanno a loro disposizione strumenti sempre più potenti, tra questi  troviamo i dispositivi FPGA e lo standard VHDL.

Lo StudioNappi ha investito in queste tecnologie con un progetto di un microcontrollore pic16F84 implementato su FPGA. Scopo del progetto è quello di realizzare una cpu per gestire protocolli di comunicazione tra PC e PLC. Una materia così vasta, in rapidissima evoluzione, richiede una preparazione fondata soprattutto su una solida conoscenza dei principi. Infatti le materie base dell'Ingegneria elettrotecnica: automatica, informatica e comunicazioni, devono essere particolarmente curate.

Il VHDL è un linguaggio di descrizione hardware. L'abbreviazione VHDL deriva da VHSIC (Very High Speed Integrated Circuit) e Hardware Description Language (linguaggio di descrizione hardware per circuiti a velocità d'integrazione molto alta). Il VHDL è un linguaggio standard riconosciuto da tutti venditori di strumenti CAE (Computer Aided Electronics). Questo gli permette di continuare ad essere usato e allo stesso tempo permette agli industriali di lanciarsi su uno strumento duraturo. Tecnicamente è un linguaggio potente, moderno e generale che assicura un'eccellente lettura.

I concetti del linguaggio

I SEGNALI

Il segnale è specifico del linguaggio di programmazione hardware, è presente per modellare le informazioni che transitano tra i componenti fisici (porte) ed è connesso permanentemente per l'intermediario di una o più funzioni logiche. Si distingue dalla variabile per il fatto che in VHDL, il segnale è connesso istantaneamente ad altre variabili.

I MODULI

Il modulo in VHDL è un oggetto con il quale descriviamo un sistema numerico andando da una semplice porta logica a un sistema complesso. Tutte le librerie in VHDL contengono al minimo un modulo che è composto da una rappresentazione esterna di esso (entità) e da una interna (architettura).

ENTITA’

L'entità è una vista esterna del modulo, essa definisce tutte le entrate e le uscite.

ARCHITETTURA

L'architettura descrive i componenti del modulo. Un'architettura può essere descritta in tre maniere differenti:

• Flusso di dati: descrizione del modulo tramite un'equazione boleana.
• Comportamentale: descrizione del modulo confrontando il comportamento dei segnali uno in rapporto con l'altro.
• Strutturale: descrizione del modulo confrontando unicamente le interconnessioni tra i diversi moduli esistenti.


by Enzo Nappi