vhdl

VHDLVHDLRANC. SISTEM ELEKTRONIKARANC. SISTEM ELEKTRONIKA

Oleh :ir.S O E T I K N ODOSEN -JTE ELEKTRONIKA

PENGANTARPENGANTAR

Tentang VHDLVHDL adalah bahasa untuk mendeskripsikan hardware elektronika digital; singkatan dari VHSIC Hardware Description Language. VHDL merupakan standar IEEE/ANSI dan Departemen Pertahanan US. Pertama kali dipublikasikan oleh IEEE pada tahun 1987, dengan label IEEE Std 1076-1987. Bahasa ini telah mengalami modifikasi dan revisi, dengan versi terbaru berlabel IEEE Std 1076-1993.

Referensi• A VHDL Primer: Revised Edition, “J. Bhasker, Prentice Hall Inc. (ISBN 0-13-

181447-8).• IEEE Standard VHDL Language Reference Manual, Std 1076-1993, IEEE, NY,

1993• IEEE Standard Multivalue Logic System for VHDL Model Interoperability

(Std_Logic_1164), Std 1164-1993, IEEE, 1993.• Bhasker, J., A Guide to VHDL Syntax, Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1995,

ISBN 0-13-324351-6.

MATERIMATERI PengantarPengantar Materi 1 Materi 1 PendahuluanPendahuluan Materi 2 Materi 2 TutorialTutorial Materi 3 Materi 3 Elemen Dasar BahasaElemen Dasar Bahasa Materi 4 Materi 4 Behavioral ModelinBehavioral Modelin Materi 5 Materi 5 Dataflow ModelingDataflow Modeling Materi 6 Materi 6 Structural ModelingStructural Modeling Materi 7 Materi 7 Generics dan ConfigurationsGenerics dan Configurations Materi 8 Materi 8 Subprogram dan OverloadingSubprogram dan Overloading Materi 9 Materi 9 Packages dan LibraryPackages dan Library Materi 10 Materi 10 Keistimewaan Lebih LanjutKeistimewaan Lebih Lanjut Materi 11 Materi 11 Simulasi ModelSimulasi Model Materi 12 Materi 12 Contoh Hardware ModelingContoh Hardware Modeling

Materi 1Materi 1PENDAHULUANPENDAHULUAN


OBYEK :OBYEK :

Menjelaskan tentang sejarah VHDL.

Menjelaskan tentang kemampuan utama dari VHDL.

Menyimpulkan konsep desain entity (entity design).



KEY POINTS :KEY POINTS :• VHDL singkatan dari VHSIC Hardware Description Language.• VHDL dapat digunakan untuk menggambarkan desain elektronika digital pada beberapa tingkat

abstraksi, dari skala tingkat algoritma hingga tingkat gate.• VHDL pertama kali dikembangkan untuk Departemen Pertahanan US.• Distandarisasi pertama kali oleh IEEE pada tahun 1987, dengan nama IEEE Std 1076-1987.• Distandarisasi ulang pada tahun 1993, dengan nama IEEE Std 1076-1993.• Sembilan nilai logika paket, disebut STD_LOGIC_1164, distandarisasi oleh IEEE untuk membantu di

dalam interoperability model VHDL. Standar ini disebut IEEE Std 1164-1993.• Beberapa kemampuan VHDL antara lain :

- dapat digunakan sebagai exchange medium.- mendukung hirarki.- mendukung metodologi top-down dan bottom-up.- test bench dapat dituliskan menggunakan bahasa ini.- tipe data baru dapat disebutkan.

• Desain digital digambarkan dalam VHDL dengan menggunakan external view dengan satu atau beberapa internal view.

• External view menyatakan interface dari rancangan.• Internal view menyatakan fungsi atau struktur dari rancangan. Suatu rancangan mungkin memiliki satu

atau lebih internal view.• Desain digital dapat juga digambarkan dalam VHDL dengan menggunakan beberapa external view yang

berbeda.• Tiap external view dan salah satu darinya berkaitan dengan internal view, yang secara bersama-sama

merupakan representasi tertentu dari device, disebut dengan entity design.



Self-Test Excercise :Self-Test Excercise :

1. Pada tahun berapa VHDL pertama kali distandarisasi oleh IEEE ?

2. Hal apakah yang menjadi latar belakang pengembangan VHDL ?

3. Apakah kelebihan VHDL yang dapat digunakan untuk menggambarkan

parameter desain ?

4. Dapatkah timing digambarkan dalam VHDL ?

5. Dapatkah driver dan monitor dituliskan menggunakan VHDL ?

6. Hal apakah yang menjadi latar belakang pengembangan IEEE Std 1164-1993 ?

7. Apakah tiga jenis style deskripsi dasar yang didukung oleh VHDL ?

8. Dapatkah suatu desain memiliki lebih dari satu internal view ?

Materi 2Materi 2T U T O R I A LT U T O R I A L


OBYEK :OBYEK :

Mendiskusikan sifat/ciri pemodelan utama VHDL (style

sequential behavior, dataflow dan structure).

Mendemonstrasikan proses kompilasi dan simulasi dari

VHDL.



KEY POINTS :KEY POINTS :• Entity saat digunakan dalam entity lainnya menjadi komponen bagi entity tersebut.• Unit-unit desain untuk menggambarkan entity: entity declaration, architecture body,

configuration declaration, package declaration, dan package body.• Entity declaration menyatakan interface dari entity.• Architecture body menggambarkan internal view dari entity dengan menggunakan style

sequential behavior, dataflow, structure atau mixed.• Configuration declaration menyatakan hirarki dari rancangan.• Package declaration dan package body berisi kumpulan deklarasi sejenis yang dapat dibagi

dengan unit-unit desain yang berbeda.• Entity pada kondisi minimal, terdiri dari satu entity declaration dan satu architecture body.• Port adalah tempat dimana sinyal dapat berhubungan dengan lingkungan luar.• Untuk setiap port yang dinyatakan dalam entity declaration, tipe port dan mode port juga

disebutkan.• Pada model structure, architecture body berisi satu set komponen yang saling berhubungan.• Komponen dinyatakan menggunakan component declaration dan dihubungkan

menggunakan signal.• Pernyataan concurrent signal assignment digunakan untuk menggambarkan fungsi dari

entity dengan menggunakan dataflow style.• Ekspresi pada sisi sebelah kanan dari concurrent signal assignment dikomputasi setiap ada

event pada signal yang digunakan. Nilai komputasi selanjutnya dihubungkan ke target (sisi sebelah kiri) setelah delay tertentu, jika tidak terdapat delay, delta delay diasumsikan.

• Pada model behavioral, kumpulan pernyataan sekuensial digambarkan dalam process declaration, yang dieksekusi secara sekuensial dalam zero time.

KEY POINTS :KEY POINTS :• Pernyataan process dieksekusi pertama kali saat fase inisialisasi dari simulasi. Kemudian ditunda jika

terdapat sensitivity list atau pernyataan wait. Jika keduanya tidak ada, pernyataan process merupakan loop tak terbatas selama inisialisasi.

• Pernyataan process dieksekusi ulang jika terdapat event dalam signal manapun pada sensitivity list.• Jika pernyataan process mempunyai pernyataan wait, proses akan meresume eksekusi setelah kondisi

tunda dipenuhi atau interval time-out dilewati.• Variable dapat dinyatakan dalam proses dan subprogram. Signal tidak dapat dinyatakan dalam proses

atau subprogram.• Value dapat diberikan secara langsung ke variable, sementara jika akan diberikan ke suatu signal

harus setelah delay tertentu.• Ketiga model dari style dapat digabungkan dalam model tunggal.• Configuration declaration digunakan untuk menyebutkan hirarki dari entity. Hal ini menyatakan

architecture body yang dipilih serta kumpulan komponen di dalamnya ke entity yang terletak pada library desain.

• Package declaration digunakan untuk menyimpan kumpulan deklarasi yang sering dipakai.• Package body selalu dihubungkan dengan package declaration. Sangat penting jika package

declaration yang berhubungan berisi constant declaration yang ditangguhkan atau subprogram.• VHDL analyzer mengkompilasi file desain (berisi satu atau lebih unit desain) dan menyimpan setiap

unit desain hasil kompilasinya dalam library yang dinyatakan sebagai working library.



….. LANJUTAN

KEY POINTS :KEY POINTS :• Library desain merupakan implementasi khusus tempat penyimpanan dalam host

environment dimana deskripsi yang telah dikompilasi dapat disimpan.• Satu atau lebih library desain yang ada harus memiliki nama logika, dimana

pemetaannya pada lokasi fisik tertentu dinyatakan secara eksternal dalam host environment, jadi bukan menjadi bagian dari bahasa.

• Package yang ada: STANDARD dan TEXTIO. Keduanya terletak pada library desain STD.

• STD_LOGIC_1164 terletak pada library desain dengan nama IEEE. Tipe-tipe dasarnya adalah STD_ULOGIC, STD_LOGIC, STD ULOGIC VECTOR dan STD LOGIC VECTOR.

• Untuk simulasinya, pasangan entity-architecture top-level atau nama konfigurasi disebutkan.

• Tiga step simulasi: elaboration, initialization, simulation.• Selama fase inisialisasi setiap proses dieksekusi satu kali dan semua sinyal diberi harga

awal.• Simulasi selanjutnya didasarkan pada waktu dari event selanjutnya.



….. LANJUTAN



Self-Test Excercise :Self-Test Excercise :1. Sebutkan lima macam unit desain.2. Unit desain yang mana yang digunakan untuk menggambarkan fungsi internal atau struktur

dari desain ?3. Pernyataan concurrent primer manakah yang digunakan untuk menggambarkan style

structural dari suatu desain ?4. Dapatkah suatu variabel dinyatakan di luar proses ?5. Apakah shared variable itu ?6. Bagaimanakah port komponen dan sinyal dihubungkan ?7. Dua hal apakah yang dapat menyebabkan tertundanya suatu proses ?8. Dapatkah deklarasi component ditempatkan pada package declaration ?9. Apakah working library itu ?10. Pada fase manakah proses dieksekusi satu kali dari suatu simulasi ?11. Dengan menggunakan deskripsi style dataflow, tulislah model VHDL untuk logika

exclusive-or. Delay diberikan sebagai berikut.

Self-Test Excercise :Self-Test Excercise :12. Tuliskan package yang menyatakan 4 nilai tipe enumerasi, MVL, dengan nilai ‘X’, ‘0’, ‘1’, ‘Z’. Di dalam package juga dituliskan fungsi konversi nilai MVL ke nilai BIT.13. Perhatikan kode berikut ini. Entity EX_OR is

port (A: in BIT; ABAR: out BIT); end; architecture TEST of EX_OR is

signal B_ABAR: BIT; begin

ABAR <= not A;B_ABAR <= ABAR and B;

end; Mengapa terdapat error pada akhir pernyataan concurrent signal assignment ?



….. LANJUTAN

Materi 3Materi 3ELEMEN DASAR BAHASAELEMEN DASAR BAHASA


OBYEK :OBYEK :

Menerangkan dasar dari bahasa VHDL

Menjelaskan: type, operation dan identifiers.



KEY POINTS :KEY POINTS :• Dua jenis identifier: basic identifier dan extended identifier.• Extended identifier ditulis diantara backslash serta merupakan case sensitive.• Comment dapat dimulai dimana saja pada suatu baris; diawali dengan dua

garis putus-putus serta berakhir pada akhir baris.• Keyword merupakan reserved word dan tidak dapat digunakan sebagai

identifier.• Klasifikasi data object: constant, signal, variable dan file.• Object declaration menyatakan klasifikasi data object; tipe serta harga

awalnya jika ada. Untuk file, object declaration menyatakan jenis file, read-only, write-only atau append-only.

• Type adalah kumpulan nilai dimana operasi tertentu diijinkan.• Jenis-jenis type: enumeration, integer, floating point, array, record, access,

file, physical, dan incomplete.• Literal adalah suatu nilai dari type.• Subtype adalah type dengan suatu constraint.• Predefined operator yang ada: logical, relational, shift, adding, multiplying

dan miscellaneous operator.



Self-Test Excercise :1. Type manakah yang merupakan composite type ?2. Apakah extended identifier \wait\ berbeda dengan keyword wait ?3. Apakah based literal 2#101_110# suatu integer literal ?4. Nomor berapakah posisi dari integer literal 30 dalam predifined type INTEGER ?5. Nomor berapakah posisi dari literal 0.0034 Amp dalam type CURRENT yang didefinisikan pada hal 39 dari bacaan ?6. Apakah operasi yang diijinkan pada type juga sama halnya dengan pada semua subtype-nya ?7. Apakah unconstrained array type itu ?8. Apakah “0010” suatu literal dari type BIT_VECTOR atau STRING ?9. Manakah dari berikut ini yang merupakan basic identifier, extended identifier, keyword dan illegal identifier: _wait CL_CK \-----------\ ABCDeF _TEMP \?______\ \block\ 1 hot CONST_ _01 A+1 ACK report end WHY NOT ME10. Nyatakanlah constant STROBE dari type TIME dengan nilai 1.8 ns.11. Nyatakanlah variable IS_FOUND dari type BOOLEAN dengan nilai awal FALSE.12. Nyatakanlah 3 signals, ARG, CNT, COT dari type STD LOGIC_VECTOR dengan ukuran 5 bit, dan inisialisasi setiap elemen dalam array dengan ‘0’.13. Nyatakanlah type enumeration CHAR2INT dengan range karakter dari ‘0’ sampai dengan ‘9’.

Self-Test Excercise :Self-Test Excercise :14. Tentukanlah tipe integer dengan nilai antara -15 hingga +15. Nyatakanlah variable dari tipe ini dan inisialisasi dengan nilai 0.15. Jenis literal apakah berikut ini: 23, 8#34_72#, “1101”, B”0011” ?16. Nyatakanlah type physical VOLTAGE dengan range 0 hingga 10_000. Sub-unitnya mV, dan Volt. Nyatakanlah signal untuk type ini. Jika tidak disebutkan nilai awal pada signal declaration, apakah nilai awal dari signal ketika simulasi dimulai ?17. Apakah perbedaan antara array dengan record ?18. Apakah perbedaan antara type unconstrained array dan constrained array ? Pada kondisi bagaimanakah lebih diinginkan menggunakan type unconstrained array dibandingkan type constrained array ?19. Nyatakanlah array tiga dimensi, 8 x 16 x 1024, tiap elemen merupakan type BOOLEAN. Nyatakanlah variable untuk type ini. Berapakah nilai awal untuk setiap elemen dalam array ?20. Nyatakanlah array tiga dimensi di atas sebagai unconstrained array. Kemudian sebutkan dimensinya dalam pernyataan untuk variable.21. Dapatkah array multi-dimensi menjadi constrained parsial ?22. Nyatakanlah constant dari type BIT_VECTOR dengan range indeks dari 0 sampai 24. Setting semua elemennya ke ‘1’, kecuali bit 14 dan bit 6 yang harus diset ke ‘0’.23. Nyatakanlah record yang dapat menahan informasi tentang nama personal, nomor jaminan sosial dan umur. Nyatakanlah signal untuk type ini. Tentukan nilai (“JBOND”, “001-02-0123”, 23) ke signal.24. Apakah operator + dan - telah ditentukan pada type BIT_VECTOR ?25. Apakah type kembali untuk semua operator predefined relational ?



….. LANJUTAN

Self-Test Excercise :Self-Test Excercise :26. Sebutkan empat macam type predefined dan satu macam subtype predefined.27. Nyatakanlahtype record COMPLEX dengan dua elemen, REAL_FLD dan IMAG_FLD. Nyatakanlah signal untuk type ini dan inisialisasi dengan nilai (2,4). Bagaimanakah elemen dari signal record diakses ?28. Type declaration yang diberikan : type MLV is (‘X’, ‘0’, ‘1’, ‘Z’); Nyatakanlah subtype dengan nilai hanya ‘X’, ‘0’, ‘1’.



….. LANJUTAN

Materi 4Materi 4BEHAVIORAL MODELINGBEHAVIORAL MODELING


OBYEK :OBYEK :� Mendiskusikan model behavioral style yang mendukung VHDL.

� Mendemonstrasikan pengertian hal yang membuat process

statement dieksekusi dan bagaimana sequential statement di

dalamnya dieksekusi.

� Menjelaskan variasi sequential statement yang dapat ditulis di

dalam process statement termasuk

- if statement

- case statement

- loop statement

- assertion statement

- wait statement, dsb.



KEY POINTS :KEY POINTS :• Process statement memodelkan behavioral sekuensial.• Process statement adalah pernyataan concurrent yang ada di dalam architecture body.• Pernyataan sekuensial berada dalam process statement .• Contoh dari pernyataan sekuensial: if statement, case statement, dan variable assigment statement. • Process statement dapat berupa state tertunda atau yang sedang dieksekusi.• Penangguhan process statement terjadi ketika terdapat sensitivity list atau wait statement.• Jika terdapat event (perubahan nilai) pada signal dalam sensitivity list, maka proses dijalankan. Setelah

pernyataan terakhir dijalankan di dalam proses maka proses akan ditangguhkan.• Jika di dalam proses terdapat sensitivity list, maka tidak mempunyai wait statement. Jika dalam proses

terdapat satu atau lebih wait statement, maka proses tidak dapat mempunyai sensitivity list.• Jika process statement mempunyai wait statement, maka proses ditangguhkan ketika wait statement

dijalankan. Ketika kondisi tunda sudah terpenuhi atau time out terjadi, maka proses akan menjalankan pernyataan selanjutnya.

• Setiap proses pertama kali dijalankan diawali fase inisialisasi pada simulasi.• Pernyataan variabel di dalam proses menyimpan nilai saat proses penangguhan.• Signal tidak dapat dinyatakan dalam proses.• Variabel selalu mempunyai nilai instan, sedangkan sinyal selalu ditandai dengan nilai setelah delay.• Proses selalu dijalankan dalam waktu nol.• Exit statement atau next statement hanya muncul pada loop statement.• Terdapat dua macam delay yang digunakan dalam penentuan signal: inertial dan transport. Nilai

defaultnya adalah inertial.• Architecture body dapat berisi banyak proses.• Proses tunda adalah salah satu yang dieksekusi terakhir dari semua delta waktu simulasi yang diberikan.

Self-Test Excercise :Self-Test Excercise :1. Dapatkah nilai keluaran port dibaca ?2. Sebutkan tiga pernyataan concurrent yang terdapat dalam architecture body ?3. Dapatkah sebuah variabel atau sinyal digunakan untuk melewatkan informasi antara dua proses ?4. Berapa banyak architecture body yang dapat dimiliki oleh sebuah entity ?5. Apakah yang dapat menyebabkan sebuah proses tidak berjalan (tidak berfungsi) ?6. Kapankah sebuah proses pertama kali dieksekusi ?7. Dapatkah variabel-variabel yang dideklarasikan dalam sebuah proses mempertahankan harganya ketika proses berhenti (tidak berjalan) ?8. Apakah perbedaan antara variable assignment dan signal assignment ?9. Dengan menggunakan pernyataan wait, buatlah sinyal gelombang clock dengan perioda off 5 nanodetik dan perioda on 10 nanodetik !10. Dapatkah pernyataan next menyebabkan sebuah loop untuk keluar ?11. Pada model delay inersia, apakah batas rejeksi pulsa jika ia tidak dispesifikasikan secara eksplisit ?12. Model delay apakah yang digunakan pada penyerahan sinyal (signal assignment) jika tidak tersedia keyword (inersia atau transpor) secara eksplisit ?13. Pada sebuah penyerahan sinyal (signal assignment) beserta sinyal gelombang berlipat, harga-harga delay sesuai dengan yang kita inginkan. Benar atau salah ?14. Properti khusus apakah yang dimiliki proses ?



Self-Test Excercise :Self-Test Excercise :15. Tulislah model VHDL dengan menggunakan pernyataan proses state machine berikut ini : Masukan (GAK) Kondisi Sekarang Kondisi berikutnya Keluaran (ZUK)

0 NO_ONE NO_ONE 01 NO_ONE ONE_ONE 00 ONE_ONE NO_ONE 01 ONE_ONE TWO_ONE 00 TWO_ONE NO_ONE 01 TWO_ONE THREE_ONE 10 THREE_ONE NO_ONE 01 THREE_ONE THREE_ONE 1

16. Tulislah pernyataan masukan (asserted statement) yang memeriksa bahwa sinyal CLK tidak pernah mempunyai harga 'Z'.17. Apakah default dari tingkat kekerasan (severity level) jika tidak terdapat ekspresi kekerasan pada pernyataan yang dimasukkan ?18. Jelaskan sifat dari flip flop JK menggunakan pernyataan proses !19. Apakah J pada pernyataan loop dibawah ini perlu untuk dideklarasikan ?

for J in1 to 10 loop…end loop;



….. LANJUTAN

Self-Test Excercise :Self-Test Excercise :20. Menggunakan pernyataan proses, jelaskan sifat dari rangkaian komparator yang membandingkan dua sinyal WUMP dan LUMP. Sinyal kontrol adalah bertipe enumerasi:

type COMP_CTRL is (LT, LE, GT, GE, EQ, NE)21. Jelaskan sifat dari rangkaian yang menset keluaran SAM ke '1' jika pola 1101 ditemukan pada sinyal masukan GUS. Data pada sinyal masukan diperiksa pada setiap tepi naik dari Clock.22. Jelaskan sifat dari rangkaian mayoritas. Masukannya adalah vektor 16-bit. Jika jumlah 1 melebihi jumlah 0, keluaran menjadi benar. Data masukan hanya diperiksa jika sinyal masukan (input) DATA_READY adalah '1'.23. Perlihatkan dua pendekatan untuk mendeteksi tepi clock !24. Perlihatkan sinyal gelombang pada sinyal WIN setelah pernyataan proses mengeksekusi

type STD_ULOGIC is ('U','X','0','1','Z','W','L','H','-');signal WIN: STD_ULOGIC;…processbegin

WIN <= transport '1' after 7 nsWIN <= transport '0' after 22 nsWIN <= transport 'Z' after 18 nswait;

end process;



….. LANJUTAN

Self-Test Excercise :Self-Test Excercise :25. Perlihatkan gelombang pada sinyal WIN setelah pernyataan proses berikut dieksekusi. Sinyal WIN merupakan tipe yang sama seperti pada pertanyaan sebelumnya.

processbegin

WIN <= transport '0' after 6 ns, '1' after 12 ns,'X' after 18 ns, '0' after 30 ns;

WIN <= transport 'Z' after 15 ns, '0' after 22 ns, '1' after 30 ns;wait;

end process;

26. Perlihatkan gelombang pada sinyal WIN apabila pernyataan proses berikut dieksekusi processbegin

WIN <= reject 3 ns inertial '0' after 12 ns;WIN <= reject 15 ns inertial '1' after 25 ns, '0' after 31 ns;WIN <= 'Z' after 30 ns;wait;

end process;



….. LANJUTAN

Materi 5Materi 5DATAFLOW MODELINGDATAFLOW MODELING


OBYEK :OBYEK :

� Mendemonstrasikan dan mengerti tentang model dataflow .

� Menggunakan pernyataan concurrent signal dan block.



KEY POINTS :KEY POINTS :• Dataflow behavior digambarkan dengan menggunakan pernyataan concurrent signal assignment.• Pernyataan concurrent signal assignment mempunyai syntax yang sama dengan pernyataan signal

assignment yang terdapat pada pernyataan proses. Tetapi pernyataan concurrent signal assignment tidak dapat diletakkan dalam proses atau subprogram.

• Pernyataan concurrent signal assignment dieksekusi ketika terdapat event pada signal pada sisi sebelah kanan dari ekspresi gelombang dalam pernyataan assignment.

• Concurrent signal assignment dapat dituliskan dalam architecture body pada urutan manapun. Pernyataan dieksekusi berdasarkan event yang muncul pada signal, tidak berdasarkan urutan sekuensialnya pada architecture body.

• Setiap concurrent signal assignment membuat driver untuk sinyal yang dikendalikannya.• Jika sinyal memiliki lebih dari satu driver, maka fungsi resolusi dibutuhkan. • Fungsi resolusi dapat ditempatkan dalam pendeklarasian sinyal atau subtype.• Fungsi resolusi didefinisikan oleh pemakai, fungsi dipanggil setiap kali driver yang bersesuaian aktif.• Pernyataan signal assignment kondisional juga merupakan pernyataan serempak. Sifatnya hampir sama

dengan if statement pada proses.• Pernyataan signal assignment terpilih juga merupakan pernyataan serempak; memiliki sifat yang sama

dengan case statement.• Nilai yang tidak dapat dipengaruhi dapat dipergunakan untuk sinyal untuk mengidentifikasikan tidak ada

perubahan pada harga driver.

KEY POINTS :KEY POINTS :• Pernyataan block adalah pernyataan concurrent. Dapat digunakan untuk mendeskripsikan desain

pada hirarki. Juga dipakai untuk me-nonfungsikan driver.• Pernyataan concurrent signal assignment dalam pernyataan blok dapat memiliki keyword guard.

Sehingga, pernyataan ini dieksekusi melalui kontrol guard expression.• Pernyataan concurrent assertion memiliki syntax yang sama dengan pernyataan sequential

assertion. Perbedaaanya terletak pada waktu eksekusi concurrent assertion, yang terjadi ketika terdapat event pada signal yang digunakan pada ekspresi assert.



….. LANJUTAN

Self-Test Excercise :Self-Test Excercise :1. Tulislah pernyataan masukan konkuren (concurrent assertion statement) yang memastikan sinyal STATE tidak pernah mempunyai literal enumerasi TWO_ONE dan THREE_ONE !2. Apakah sinyal implisit GUARD ?3. Jika terdapat guard expression dalam pernyataan blok, pernyataan apa yang dipengaruhi ini ?4. Dapatkah variabel dan sinyal dideklarasikan dalam blok bagian deklaratif ?5. Dapatkah pernyataan blok memiliki pernyataan proses ?6. Lihatlah Fragmen kode berikut. Sinyal manakah yang memerlukan fungsi resolusi ?

architecture …begin

P1: process (…)begin

ACK <= …RDY <= ……RDY <= …

end process;P2: process (…)begin

RESET <= …ACK <= …

end process;RESET <= …

end;



Self-Test Excercise :Self-Test Excercise :7. Apakah perbedaan kunci antara pernyataan concurrent signal assignment dan sequential signal assignment ?8. Tulislah model dataflow untuk rangkaian multiplekser 4 X 1 seperti gambar 5.1 !

Gambar 5.1. Rangkaian multiplekser 4 X 19. Tulislah model aliran data untuk flip – flop tipe D latch seperti gambar 5.2 !

Gambar 5.2. Flip – flop tipe D latch



….. LANJUTAN

A

B

C

D

S0

S11ns

1ns

3ns

3ns

3ns

3ns

5ns Z

D

CK

Q

Q

Self-Test Excercise :Self-Test Excercise :10. Berapa banyak parameter yang dimiliki fungsi resolusi ?11. Apakah yang dimaksud dengan pernyataan dibawah ini ?

BUD <= ACK <= KIT12. Kapan pernyataan masukan konkuren berikut ini dieksekusi ?

assert NOW > 100 nsreport "Ooops!"severity NOTE;

13. Jika sebuah sinyal RX, dari tipe MVL didrive berlipat dan fungsi resolusi PULL_UP digunakan untuk mengembalikan harga – harga driver sinyal, perlihatkan bagaimana fungsi resolusi dihubungkan dengan sinyal !14. Gambar gelombang yang dihasilkan oleh eksekusi dari sinyal concurrent berikut !

type LOGIC_4 is ('X', '0', '1', 'Z');signal SEQUENCE: LOGIC_4:SEQUENCE <= '1' after 5 ns, 'Z' after 12 ns, '0' after 15 ns, '1' after 22 ns:

15. Kapankah pernyataan concurrent di atas dieksekusi ?16. Dari gambar yang sudah ada, yaitu gelombang berikut pada sinyal CLEAR, dan pernyataan penandaan sinyal konkuren, gambarlah gelombang – gelombang pada sinyal RAW dan SAW.

RAW <= transport CLEAR after 3 nsSAW <= reject 4 ns inertial CLEAR after 5 ns



….. LANJUTAN

0 2 5 10 15 16 17 22 23 27 30 ns

Self-Test Excercise :Self-Test Excercise :17. Gunakanlah penandaan sinyal yang dipilih (selected signal assignment) untuk menjelaskan multiplekser 4 ke 1 ?18. Dari fungsi resolusi berikut dan dua driver untuk POP, perlihatkan harga efektif pada sinyal POP.

…type INT_ARRAY is array (NATURAL range <>) of INTEGER…function ADD_UP (DRIVERS : INT_ARRAY) return INTEGER is

variable SUM: INTEGER :=0;begin

for K in DRIVERS RANGE loopSUM := SUM + DRIVERS (K);

end loopreturn SUM;

end ADD_UP;…signal POP: ADD_UP INTEGER := 0;…

---- Berikut ini pernyataan penandaan sinyal dua sinyal konkuren :POP <= 1 after 2 ns, 5 after 5 ns, 3 after 7 ns, 2 after 11 ns;…POP <= 11 after 4 ns, 6 after 8 ns, 1 after 12 ns;



….. LANJUTAN

Materi 6Materi 6STRUCTURAL MODELINGSTRUCTURAL MODELING


OBYEK :OBYEK :

� Penulisan model struktural.

� Mendeskripsikan pernyataan dan deklarasi component.

� Mendiskusikan bagaimana sinyal digunakan untuk menghubungkan

component yang berbeda.



KEY POINTS :KEY POINTS :• Pernyataan component instantiation adalah pernyataan serempak (concurrent).• Sebelum contoh komponen dibuat harus dideklarasikan menggunakan deklarasi komponen.• Deklarasi komponen meliputi deklarasi template dari komponen, nama, keterangan port-

portnya, mode dan type yang dipakai.• Komponen-komponen saling berhubungan dengan menggunakan sinyal.• Port komponen dapat dihubungkan dengan sinyal menggunakan posisi atau nama hubungan.• Jika port komponen tidak digunakan, keyword open dapat dipergunakan; port menjadi port

input, kemudian port harus diberi nilai eksplisit awal, dimana menjadi nilai port yang terbuka selama simulasi.

• Slices, arrays atau element dari array dapat dipergunakan pada hubungan sinyal dengan port komponen.

• Sinyal yang dihubungkan ke port output komponen menyatakan sumber tunggal bagi sinyal tersebut.

Self-Test Excercise :Self-Test Excercise :1. Dapatkah pernyataan component instantiation disertakan dalam pernyataan blok ?2. Tulislah model struktural untuk rangkaian multiplekser 4 X 1 seperti gambar 5.1 !3. Tulislah model struktural untul flip – flop tipe D-latch seperti gambar 5.2 !4. Dapatkah deklarasi komponen disertakan dalam deklarasi package ?5. Dapatkah kata kunci open digunakan hanya untuk port input ?6. Jenis port aktual manakah yang dapat menjadi ekspresi ?7. Jika sebuah sinyal dihubungkan ke port keluaran lebih dari satu kali, dimanakah fungsi resolusi harus dispesifikasikan ?8. Error apakah yang terdapat pada kode fragmen VHDL berikut ?

…component AND3

port (A, B, C: in_BIT; Z: out_BIT);end component;signal SAM, PAM, LAM: BIT;…TAT: AND3 port map (open, SAM, PAM, LAM);



MateriMateri 7 7GENERIC DAN GENERIC DAN

CONFIGURATIONCONFIGURATION



OBYEK :OBYEK :

Mendemonstrasikan pemakaian pasangan entity-architecture.

Mendiskusikan generic dan penggunaannya untuk melewatkan

informasi statis.

Menggabungkan komponen ke dalam entity atau configuration.




CONFIGURATIONCONFIGURATIONKEY POINTS :KEY POINTS :• Generic dipergunakan untuk melewatkan informasi konstan ke entity.• Nilai dari generic dapat diletakkan pada beberapa tempat, seperti dalam map generic pada statement

component instantiation, dalam spesifikasi konfigurasi, dalam deklarasi generic dari deklarasi komponen, atau dalam deklarasi generic pada deklarasi entity.

• Configuration dapat menyatakan hubungan antara komponen dan pasangan entity-architecture.• Configuration dapat disebutkan dengan menggunakan spesifikasi atau deklarasi configuration.• Spesifikasi configuration disebutkan dalam architecture body, block, atau generate statement, dan

digunakan untuk menyebutkan kumpulan komponen ke pasangan entity-architecture.• Pernyataan configuration adalah unit desain yang terpisah, jadi dapat dikompilasi terpisah. Ini juga

menyebutkan contoh ke pasangan entity-architecture. Dapat juga digunakan untuk menyebutkan hirarki yang lengkap.

• Pemisalan berbeda dari komponen yang sama atau pemisalan dari komponen yang berbeda dapat digabungkan dalam entity yang sama.

• Nilai generic dan hubungan port antara komponen dan entity dapat dinyatakan sebagai bagian dari ikatan informasi yang menggunakan peta generic dan peta portnya.

• Jika pemisalan dari komponen berada dalam architecture body dan tidak ada ikatan diantaranya, maka aturan default dipergunakan. Entity dengan nama sama seperti komponen mesti ditempatkan pada working library. Port dan nama generic harus mempunyai nama yang sesuai.

• Fungsi konversi dapat digunakan jika tipe dari port komponen tidak sesuai dengan tipe port entity.• Dalam architecture body, pemisalan komponen, entity atau configuration dapat juga digunakan langsung.• Ikatan antara port dan generic dapat ditunda, informasi dapat dinyatakan pada deklarasi configuration.

Spesifikasi configuration tidak perlu menyebutkan semua ikatan.

Self-Test Excercise :Self-Test Excercise :1. Dapatkah satu generic menjadi satu type ?2. Tulislah satu contoh dari N masukan generic gerbang XOR !3. Perlihatkan sebuah deklarasi komponen dari N masukan generic gerbang XOR dan perlihatkan bagaimana generic dapat dilewatkan dengan menggunakan peta generic pemisalan komponen ?4. Dapatkah nama–nama port berbeda dalam satu komponen dan satu entity yang terbatas ?5. Manakah dari hal–hal berikut dapat digunakan untuk menyebutkan ikatan dari hierarki lengkap : Sebuah spesifikasi konfigurasi atau, sebuah deklarasi konfigurasi6. Tulislah spesifikasi konfigurasi untuk entiti rangkaian MUX 4 X 1 yang dijelaskan pada bahasan sebelumnya !7. Tulislah sebuah deklarasi configuration untuk entity flip – flop tipe D-latch yang dijelaskan pada bahasan sebelumnya !8. Dapatkah ikatan dari suatu pemisalan komponen hanya dispesifikasikan untuk pasangan entity- architecture ?9. Dapatkah aturan–aturan ikatan standar menunjukkan port–port antara satu komponen dan satu entity oleh nama ataukah oleh posisi ?10. Kapankah fungsi–fungsi konversi diperlukan ?





Self-Test Excercise :Self-Test Excercise :11. Tulislah sebuah model untuk multiplekser 4X1 yang dijelaskan pada gambar 5.1 menggunakan tipe struktural, tetapi menggunakan pemisalan langsung dari entity (diasumsikan terdapat entity dalam library CMOS6) !12. Tulislah deskripsi struktural dari rangkaian XOR seperti gambar 2.1. Modelkan delay sebagai generic. Tulislah deklarasi konfigurasi dan lewatkan harga–harga delay dengan menggunakan generic !13. Disini terdapat deklarasi komponen dari 2 masukan gerbang AND yang menggunakan tipe MVL untuk port–portnya. Komponen ini dibatasi oleh 2 masukan gerbang AND yang menggunakan tipe STD_ULOGIC untuk port – portnya, sebagaimana terlihat di bawah ini. Tulislah spesifikasi konfigurasi yang menspesifikasikan ikatan/batasan !

component AND_GATEport (A, B: in MVL; Z: out MVL);

end component;

entity AND2 isport (L, M: in STD_ULOGIC; P: out STD_ULOGIC);

end entity;





….. LANJUTAN

MateriMateri 8 8SUBPROGRAM DAN SUBPROGRAM DAN

OVERLOADINGOVERLOADING



OBYEK :OBYEK :

Menjelaskan fungsi dan prosedur.

Mendemonstrasikan penggunaan operator overloading subprogram.




OVERLOADINGOVERLOADINGKEY POINTS :KEY POINTS :• Subprogram berupa fungsi atau prosedur.• Fungsi mengembalikan satu nilai dan mengeksekusinya dalam waktu nol.• Prosedure boleh mengembalikan nilai nol dan mengeksekusinya dalam waktu nol. Meski demikian, suatu

prosedur dapat berisi wait statement yang menyebabkan penutupan proses tertunda. Prosedur akan berpengaruh dengan cara modifikasi sinyal global dan variabel atau modifikasi parameter.

• Subprogram didefinisikan menggunakan subprogram body.• Subprogram body berisi nama subprogram, parameter, mode dan tipe serta perhitungan yang dilakukan.• Sifat dari subprogram dideskripsikan menggunakan statament sekuensial.• Statement return hanya dapat dipergunakan dalam subprogram. Ini menyebabkab subprogran keluar.• Variabel yang dinyatakan dalam subprogram berbeda sifatnya dengan yang ada dalam proses. Variabel

dalam subprogram diinisialisasi setiap kali subprogram dipanggil dan berhenti setelah kembali dari subprogram.

• Fungsi dapat dinyatakan sebagai fungsi pure atau impure.• Fungsi pure adalah fungsi yang kembali bernilai sama setiap kali dipanggil dengan nilai parameter yang

sama. Pada fungsi impure nilainya kemungkinan tidak akan sama.• Fungsi Call adalah jenis dari ekspresi/ungkapan.• Prosedur Call dapat berupa penyataan sekuensial atau concurrent. Jika prosedur Call muncul dalam

proses atau subprogram yang lain, ini termasuk pernyataan sekuensial. Lainnya adalah pernyataan concurrent.




OVERLOADINGOVERLOADINGKEY POINTS :KEY POINTS :• Prosedur Call concurrent dijalankan setiap kali terdapat event pada signal sehubungan dengan parameter

formalnya dengan mode in atau inout.• Suatu nilai dapat dilewatkan ke subprogram dengan menggunakan posisi atau nama hubungan.• Deklarasi subprogram menyatakan interface ke subprogram. Hal ini menyatakan nama subprogram dan

parameter dengan mode dan tipenya. Deklarasi subprogram berguna pada penulisan subprogram dalam package.

• Dua atau lebih subprogram disebut overloaded jika memiliki nama yang sama.• Satu subprogram overload dapat menyembunyikan subprogram lainnya jika tipe parameternya sama.• Subprogram call dapat menjadi dua jika dua subprogram yang ada memiliki tipe parameter yang sama.• Seperti halnya pada subprogram, operator juga dapat mengalami overload dalam arti tidak sesuai dengan

tipe yang telah ditentukan sebelumnya.• Notasi operator standar atau standar fungsi call dapat digunakan untuk operator overload atau non-

overload.• Signature menyebutkan tipe parameter dari subprogram atau enumeration literal.• Signature digunakan untuk identifikasi khusus subprogram atau enumeration literal yang overload.

….. LANJUTAN

Materi Materi 88SUBPROGRAM DAN SUBPROGRAM DAN




Self-Test Excercise :Self-Test Excercise :1. Dapatkah suatu fungsi tidak mempunyai parameter input ?2. Termasuk fungsi pure atau impure jika tidak terdapat keyword eksplisit yang disebutkan pada spesifikasi fungsi ?3. Dapatkah prosedur Call concurrent memiliki pernyataan wait ?4. Dapatkah prosedur memiliki peryataan return ?5. Bagaimana variabel dideklarasikan dalam subprogram berbeda dengan dalam proses ?6. Bagaimana perbedaan fungsi call dengan prosedur call ?7. Pentingkah selalu dinyatakan suatu subprogram ?8. Kapankah dua subprogram dikatakan overload ?9. Jika dua subprogram overload dan memiliki tipe parameter dan tipe hasil yang sama, berikan aproksi- masi untuk membuat subprogram call unambiguous !10. Berikan dua subprogram overload, jika terdapat error pada subprogram call misalkan “subprogram not declared,” apakah yang menjadi penyebabnya ?11. Saat operator overload digunakan, bagaimana cara mendeteksi operator overload yang sedang dipanggil ?12. Literal enumerasi memiliki deklarasi fungsi yang ekivalen untuk keperluan penentuan tipe parameter dan hasil. Berikan deklarasi fungsi ekivalen untuk karakter A pada tipe predifined CHARACTER.13. Dimanakah signature digunakan ?14. Tuliskan fungsi konversi nilai dari tipe BIT_VECTOR ke integer, asumsikan representasi besaran tidak ditentukan. Asumsikan bit terkanan adalah LSB.





Self-Test Excercise :Self-Test Excercise :15. Overload-kan fungsi soal no. 14 dengan menuliskan fungsi lain yang mengubah nilai tipe STD_LOGIC_ VECTOR ke nilai integer.16. Tuliskan fungsi yang menampilkan reduksi AND dari bit dalam suatu vector. Contoh, jika COY adalah vector 3-bit, fungsi return “COY(0) and COY(1) and COY(2)”. Juga tuliskan deklarasi fungsinya. Jangan gunakan operator geser.17. Tuliskan prosedur yang menampilkan geser kanan aritmatika dari parameter sinyal. Asumsikan bahwa bit paling kiri adalah bit sign. Jumlah bit yang digeser juga disebutkan. Tuliskan deklarasi fungsinya.18. Tuliskan fungsi overload untuk operator “or” yang mengerjakan argumen dari tipe SIGNED. Type SIGNED dideklarasikan sebagai berikut.

type SIGNED is array (NATURAL range <>) of bit;19. Dapatkah prosedur call sekuensial selalu digunakan sebagai prosedur call concurrent ?20. Tuliskan fungsi yang menampilkan dekoding BCD ke 7-segment.21. Tuliskan prosedur yang dapat menggambarkan perilaku dari asynchronous preset clear, positive-edge triggered, counter. Asumsikan bahwa input sinyal adalah tipe UNSIGNED dan operator overload “+” (yang mengerjakan operand UNSIGNED dan INTEGER) tersedia.

….. LANJUTAN

MateriMateri 9 9PACKAGE DAN LIBRARYPACKAGE DAN LIBRARY


OBYEK :OBYEK :

Menjelaskan konsep desain library.

Menghubungkan item dalam suatu package dari unit desain lain

dengan menggunakan konteks klausa.



KEY POINTS :KEY POINTS :• Package menyediakan tempat untuk menyimpan pernyataan yang sering digunakan.• Package digambarkan oleh pernyataan package dan pilihan package body.• Pernyataan package dapat berisi bermacam-macam pernyataan, seperti pernyataan constant, type dan

subtype, dan component.• Package body dibutuhkan jika pernyataan package berisi pernyataan subprogram atau pernyataan

constant tertunda. Dalam kasus tertentu, package body yang saling berhubungan berisi subprogram body dan pernyataan constant yang lengkap.

• Item dinyatakan dalam pernyataan package dan dapat digunakan pada unit desain lainnya dengan menggunakan klausa.

• Package body dapat berisi pernyataan selain pernyataan subprogram dan constant. Meski demikian, hal ini tidak dapat digunakan oleh unit desain lainnya.

• File desain berupa file teks yang berisi source VHDL; berisi satu atau lebih unit desain.• File desain merupakan unit dasar yang dikompilasi menggunakan compiler VHDL.• Compiler VHDL mengkompilasi file desain dan menyimpan deskripsi unit desainnya dalam library

desain yang telah dirancang sebagai working library.• Library desain merupakan implementasi terpisah lokasi penyimpanan dimana unit desain terkompilasi

dapat disimpan.• Setiap library desain memiliki nama logika. Kumpulan nama logika pada lokasi penyimpanan adalah

host-specific.

KEY POINTS :KEY POINTS :• Host environment harus menyediakan semua nomor library desain. Sebelum kompilasi dilakukan,

salah satu dari library desain harus dirancang sebagai working library, dengan nama logika WORK.• Package STD_LOGIC_1164 berisi sembilan nilai tipe logika dan operator fungsi overloadnya.

Package ini merupakan standar IEEE (IEEE Std 1164-1993) yang terletak dalam library desain dengan nama logika IEEE.

• Unit desain harus dikompilasi untuk referensi, sebagai contoh bahwa pernyataan entity harus dikompilasi lebih dulu sebelum architecture body dapat dikompilasi.

• Library dan pemakaian klausa saling berhubungan dengan unit desain dan bukan merupakan dasar file desain.

• Klausa terpakai dapat digunakan untuk memilih item dalam package.



….. LANJUTAN

Self-Test Excercise :Self-Test Excercise :1. Dapatkah package declaration berisi subprogram body ?2. Dapatkah package body berisi declaration selain subprogram declaration dan constant declaration ?3. Dapatkah item yang dideklarasikan dalam package body dibuat visible untuk desain unit yang lain ?4. Dapatkah package declaration mempunyai lebih dari satu package body yang tergabung didalamnya ?5. Implementasi dari desain library dan menejemennya tidak didefinisikan oleh bahasa pemrograman. Benar atau salah ?6. Bagaimana kelompok dari logical name dari design library dan physical storage locations didefinisikan ?7. Dapatkan sebuah entity declaration dan yang tergabung dalam architecture body memiliki nama yang sama ?8. Library dan penggunaan klausa, yang pertama kali dispesifikasikan dalam design file, diaplikasikan untuk semua subsequent unit desain dalam file desain. Benar atau salah?9. Apakah penggunaan klausa “use STD.TEXTIO.all;” dengan lengkap diberikan kepada semua unit desain ?



Self-Test Excercise :Self-Test Excercise :10. Tulis sebuah package yang berisi daya overloaded function, TO_INTEGER, yang dideskripsikan dalam lesson sebelumnya. Juga termasuk deklarasi komponen untuk 3-bit up-down counter.11. Konteks klausa apa yang seharusnya digunakan unutk mengimport up-down counter component declaration yang diberikan dalam package yang dideskripsikan dalam pertanyaan sebelum ini ? Asumsikan behwa package telah dikompilasi ke design library dengan nama UTILITIES.12. Konteks klausa apakah yang harus digunakan untuk mendeskripsikan netlist jika package, COMP_DECL, yang diberikan berisi semua component declaration. Package telah dikompilasi ke dalam sebuah design library yang dinamakan ECL.13. Tulis sebuah package yang mendeklarasikan 50 value logic type. Tulis “or” operator fungsi logika overloaded yang menjalankan type ini.14. Tulis package yang berisi deklarasi atribut timing.15. Tulis sebuah package UTI:LS yang berisi dua fungsi, LARGEST dan SMALLEST. Fungsi LARGEST mengembalikan nilai yang lebih besar dari dua bilangan integer. Fungsi SMALLEST mengembalikan nilai yang lebih kecil dari dua bilangan integer.



….. LANJUTAN

Materi Materi 1010KEISTIMEWAAN LEBIH LANJUTKEISTIMEWAAN LEBIH LANJUT


OBYEK :OBYEK :

Mendiskusikan beberapa keistimewaan lebih lanjut dari VHDL.

Menggunakan keistimewaan seperti pernyataan entity, generate, dan

atribut user-defined.



KEY POINTS :KEY POINTS :• Deklarasi entity dapat berisi deklarasi dan pernyataan khusus.• Hanya pernyataan pasif yang diijinkan sebagai pernyataan entity.• Pernyataan generate untuk tiruan waktu elaborasi atau pernyataan concurrent terseleksi kondisi.• Pernyataan generate dapat mempunyai bagian deklaratif yang berisi pernyataan lokal ke pernyataan

generate.• Alias menyatakan nama lain untuk semua atau bagian dari suatu item.• Alias dapat dinyatakan untuk objek atau item yang bukan objek seperti type.• Ekspresi dengan kualifikasi adalah salah satu tipe ekspresi yang secara eksplisit disebutkan. Tidak satu

konversi tipe yang menyatakan secara langsung. Hal ini berguna dalam konteks dimana tipe ekspresi dibutuhkan secara eksplisit.

• Konversi tipe mengijinkan pengubahan nilai dari satu tipe ke tipe lainnya. Konversi ini hanya diperbolehkan pada tipe-tipe yang relatif berdekatan.

• Jika signal dinyatakan sebagai suatu bus atau register dalam deklarasi signal, sinyal ini disebut guarded signal.

• Guarded signal harus berupa resolved signal.• Pada signal bus jika semua driver ke sinyal terputus nilai efektifnya dihitung dengan menggunakan

fungsi pemecahan tanpa driver.• Pada register guarded signal, jika semua driver terputus, nilai efektifnya adalah nilai sebelumnya.• Jika guarded signal ditetapkan sebagai nilai dibawah kontrol suatu guard dan mengalami kesalahan,

driver ke sinyal akan terputus.

KEY POINTS :KEY POINTS :• Waktu putus dari sinyal disebutkan dengan menggunakan spesifikasi pemutusan.• Sebagai tambahan untuk atribut predefined, atribut dapat dinyatakan sendiri.• Atribut user-defined digunakan untuk memasukkan informasi constant ke item.• Atribut user-defined dinyatakan dengan menggunakan deklarasi attribute. Nilainya sesuai dengan

spesifikasi atributnya.• Target dari sinyal atau variabel tetap dapat berupa target aggregate, sebagai kumpulan sinyal atau

variabel.• Pernyataan block dapat digunakan untuk pemodelan hirarki. Pernyataan blok dapat dengan sendirinya

memiliki map port dan generic yang akan berkomunikasi dengan sinyal di luar pernyataan block.• Item tertentu dengan sifat tertentu dapat dikelompokkan dalam suatu group. Template groupnya

dinyatakan dengan menggunakan pernyataan group template dan item yang membentuk group disebutkan dengan menggunakan deklarasi group.

MateriMateri 10 10KEISTIMEWAAN LEBIH LANJUTKEISTIMEWAAN LEBIH LANJUT


….. LANJUTAN



Self-Test Excercise :Self-Test Excercise :1. Statement apakah yang diperbolehkan sebagai enetity statement ? 2. Generate statement merupakan concurrent statement. Benar atau salah?3. Dapatkan ganerate statement ditulis bersamaan dengan generate statement yang lain ?4. Loop parameter untuk skema for-generate dideklarasikan dengan lengkap. Deklarasi apakah yang terdapat dalam contoh berikut ?

G1 : for K in 0 to 12 generate…end generate;

5. Sebuah alias dapat dispesifikasikan untuk type. Benar atau salah ?6. Apakah type-type berikut mempunyai hubungan yang dekat (sehingga implicit conversion dapat terjadi) ?

Type SIGNED_BIT is array (NATURAL range<>) of BIT;Type MVL is (‘X’,’0’,’1’,Z’);Type SIGNED_MVL is array (NATURAL range <>) og MVL;

7. Guarded signal dapat ditentukan sebuah value yang tidak di bawah kendali guard expression. Benar atau salah ?8. Bagaimana memutuskan (disconnect) watku yang dispesifikasikan?9. Dengan jalan ekspilist apakah untuk memutuskan driver ?10. Dapatkah sebuah atribut user-defined yang ditentukan sebuah value menggunakan assignment statement ?11. Bagaimana sebuah group dideklarasikan ?12. Tuliskan sebuah concurrent assertion statement dalam sebuah entity declaration dari D-type flip- flop dimana akan memberikan warning massage jika pulsa clock kurang dari 1 ns.

Self-Test Excercise :Self-Test Excercise :13. Diberikan. Type WEATHER is (WINTER,SPRING,SUMMER,MONSOON,FALL); Variable CUE: STD_LOGIC_VECTIOR(4 to 10); Apakah :

WHEATHER’LEFTWHEATHER’RIGHTWHEATHER’LOWWHEATHER’ASCENDINGCUE’LENGTHCUE’ASCENDINGCUE’SIMPLE_NAMEWHEATHER’SUCC(SUMMER)WHEATHER’PRED(WINTER)WHEATHER’LEFTOF(SPRING)WHEATHER’RIGHTOF(MONSOON)CUE’LEFTCUE’RIGHTCUE’LOWCUE’HIGHCUE’RANGECUE’REVERSE_RANGE



….. LANJUTAN

Self-Test Excercise :Self-Test Excercise :14. Diberikan signal waveform berikut, PREZ <= ‘0’,’1’ after 5ns, ‘1’ after 11ns, ‘0’ after 14ns, ’1’ after 18 ns. ‘1’ after 22ns. Apakah yang dilakukan signal berikut ? PREZ’DELAYED (3 ns) PREZ’STABLE PREZ’QUIET Kapankah PREZ’EVENT true ? Bagaimana PREZ’LAST_EVENT pada 17ns ? Bagaimana PREZ’LAST VALUE pada 10ns ?

15. Kita telah menggunakan type MVL dalam suatu model. Berikutnya, kita ingin merubah semua type ke type STD_LOGIC. Jelaskan mekanisme menggunakan alias yang dapat kita gunakan untuk mewakili MVL menggunakan STD_LOGIC.16. Diberikan,

Type UNSIGNED is array (NATURAL range <>) og BITVariable AX: BIT_VECTOR(0 to 3);

Apakah perbedaan antara UNSIGNED(AX) dan UNSIGNED’(AX) ?



….. LANJUTAN

MateriMateri 11 11SIMULASI MODELSIMULASI MODEL


OBYEK :OBYEK :

Mendiskusikan beberapa keistimewaan lebih lanjut dari VHDL.

Menggunakan keistimewaan seperti pernyataan entity, generate, dan

atribute user-defined.



KEY POINTS :KEY POINTS :• Sebelum memulai pemodelan, kita perlu mendefinisian logic value dari rangkain yang

kita miliki. Jika type dari predefined type penting, kemudian kita perlu untuk mendifinsikan type dan operator fungsi overloaded dalam package.

• Sebagai gantinya, digunakan IEEE standard STD_LOGIC_1164 package yang mendefinisikan 9-value logic type.

• Dari component library vendor diharapkan untuk mendapat entity dan architecutre declaration untuk semua component dan package yang berisi component declaration. Sebagai tambahan, kita perlu mengetahui type yang digunakan dalam pemodelan port component.

• Test bench dapat ditulis dengan menggunakan VHDL, yaitu, stimulus generation dan mekanisme monitoring yang tersedia pada bahasa pemrograman itu sendiri.

• Waveform dibangkitkan dengan menggunakan signal assignment statement.• Vector yang diaplikasikan untuk test bench dapat secara optional dibaca dari file teks

dan dibandingkan dengan present value yang diharapkan pada file teks.

Materi Materi 1111SIMULASI MODELSIMULASI MODEL

Materi Materi 1111SIMULASI MODELSIMULASI MODEL

Self-Test Excercise :Self-Test Excercise :1. Buatlah clock dengan periode on dan off 3ns dan 10ns .2. Tuliskan dalam VHDL code untuk membangkitkan gelombang berikut

3. Tuliskan kerangka kode yang menunjukkan cara membaca nilai dari type STD LOGIC VECTOR dari sebuah file teks.4. Tuliskan kode VHDL untuk membangkitkan gelombang berikut, dalam signal RGB, yang dispesifikasikan dalam file teks “ckt.force”:

FORCE1 0 nsFORCE0 5 nsFORCE1 12 nsFORCE0 27 nsFORCE1 32 ns

'0 '

'U '

'1 '

0 3 6 1 0 1 3 1 6 2 0 n s

cyc le

o n e

Self-Test Excercise :Self-Test Excercise :5. Tuliskan kode VHDL untuk membandingkan respon yang diinginkan, dalam signal CORE, yang diberikan dalam file teks “ckt.expext”:

EXPECT1 0 nsEXPECT0 5 nsEXPECT0 15 nsEXPECT1 27 nsEXPECT0 32 ns

6. Tuliskan sebuah test bench untuk rangkaian adder. Nilai set untuk input disediakan dalam test bench itu sendiri sebagai array of records.7. Tuliskan sebuah test bench untuk comparator ALU. Nilai input disediakan dalam file teks dan berbentuk :

101 110 00 FALSE000 110 01 TRUE011 110 11 FALSE000 111 10 FALSE111 000 11 TRUE

Dua yang pertama merupakan nilai operand, nilai ketiga merupakan opcode dan nilai keempat merupakan hasil yang diharapkan.8. Tuliskan sebuah test bench untuk problem 1101 sequence detector yang diberikan pada Lesson 3. Sediakan input sequence dan nilai yang diharapkan (expected value) sebagai array dalam test bench. Juga cetak beberapa nilai yang mismatch untuk output.



….. LANJUTAN

MateriMateri 12 12CONTOH HARDWARE CONTOH HARDWARE

MODELINGMODELING


MODELINGMODELING

OBYEK :OBYEK :

Menerapkan keistimewaan bahasa pemrograman untuk memodelkan

hardware yang sesungguhnya.


MODELINGMODELING


MODELINGMODELINGKEY POINTS :KEY POINTS :• Interface dari sebuah desain dimodelkan menggunakan entity declaration. Sebuah

architecture body mendeskripsikan desain internal.• Wire dapat dimodelkan menggunakan signal.• Signal dapat juga digunakan untuk memodelkan flip-flop, sebagai contoh, ketika

diberikan control clock.• Generate statement sangat berguna dalam pemodelan repetitive logic.• Hati-hati ketika membaca dan menentukan nilai pada signal dalam proses. Signal

mendapatkan nilai setelah delay, tidak langsung. Gunakan variable sebagai temporari ketika dibutuhkan.

• Kita dapat mencampur tiga style model utama dalam beberapa cara untuk membuat model yang kita desain.

• Gunakan transport delay untuk memodelkan pure wire delay.• State machine dapat dimodelkan dengan menggunakan case statement dalam process

statement.• Memory dapat dimodelkan sebagai variable 2-dimensi.


MODELINGMODELING


MODELINGMODELING

Self-Test Excercise :Self-Test Excercise :1. Deskripsikan 8-bit register dengan menggunakan D-flip-flop. Deskripsikan D-flip-flop menggunakan konstruksi behavioral.2. Tuliskan sebuah model VHDL untuk dekoder logika BCD to 7-segment menggunakan pernyataan signal assignment terpilih.3. Tuliskan model behavior untuk flip-flop dengan synchronous preset dan clear.4. Tuliskan sebuah model VHDL untuk 4-bit shift register dengan serial-in, paralel- in, clock dan parallel-out.5. Tuliskan model VHDL untuk drink machine yang dapat mengeluarkan jus mangga dengan harga 15 sent. Hanya nikel dan dimes yang diterima. Setiap kembalian harus dikembalikan.

vhdl

Documents

Transcript of vhdl