前言
目前，EDA技术已经成为现代电子设计领域的基本手段，涵盖印制电路板（PCB）设计、FPGA芯片开发、芯片设计以及系统验证等诸多领域。硬件描述语言（HDL）是EDA技术中的一个重要组成部分，可应用于FPGA开发和芯片设计等领域。VHDL语言是两个主流HDL语言之一，它以强大的系统描述能力、规范的程序设计结构、灵活的语句表达风格和多层次的仿真测试手段，受到了业界的普遍认同和广泛接受，在全球范围具有广泛的用户群。特别是在我国，90%以上的高校都以VHDL语言教学为主。本书通过Xilinx公司的FPGA平台来介绍VHDL在FPGA/CPLD上的程序开发相关知识与方法。
本书结构
本书语言简洁，层次清晰，主要内容包括VHDL语言基础知识介绍和程序设计实践两部分。第1章至第9章为VHDL基础知识，主要包括以下内容：
● VHDL的语言背景知识，内容包括可编程逻辑器件（PLD）、电子设计自动化（EDA）、硬件描述语言（HDL）等基本概念，以及VHDL的发展历史等（第1章）；
● VHDL程序的结构（第2章）；
● VHDL基本语法要素，包括词法单元、数据对象、数据类型、运算操作符、属性等（第3章）；
● VHDL描述语句，主要包括并行描述语句和顺序描述语句（第4章）；
● 有限状态机的VHDL设计（第5章）；
● VHDL程序设计难点解析，总结和分析可综合VHDL程序设计中的某些重点问题（第6章）；
● 高级层次化VHDL程序设计，主要介绍参数化VHDL模块的设计方法（第7章）；
● VHDL程序的综合，介绍VHDL程序的综合流程以及某些VHDL语法成分的综合结果（第8章）；
● 面向仿真的VHDL程序设计（第9章）。
其中，第7章至第9章是VHDL基础知识的高级部分，可作为进一步学习提高之用。第10章至第13章为VHDL程序设计实践，主要内容包括：
● Xilinx公司FPGA产品简介，介绍典型的VHDL程序实现所使用的物理载体，本书所有内容均基于Xilinx公司FPGA平台进行介绍（第10章）；
● Xilinx ISE Design Suite 10.1使用指南，介绍Xilinx最新的FPGA开发工具ISE 10.1的使用（第11章）；
● 基本功能模块的VHDL实现，详细叙述了常见的数字功能模块的VHDL实现，这些模块包括：分频器、同步整形电路、按键扫描电路、数码管接口电路、VGA接口电路、PS/2接口电路、SPI接口电路、LCD接口电路以及伪随机序列产生器等，同时介绍了Xilinx FPGA常用的底层硬核模块的调用（第12章）；
● DES算法的VHDL实现，以一个较大的数字电路为例介绍复杂数字系统的VHDL设计方法（第13章）。
本书特色
● 介绍VHDL语法知识与强化数字电路概念的有机结合。目前，常见的VHDL语法书籍往往忽视了数字电路设计的基本概念，而关于数字电路设计的书籍又对VHDL介绍得很简单。与上述大多数同类书籍不同的是，本书在VHDL基础知识介绍部分注重知识的实际应用，通过大量的程序实例加以深入说明；而在程序设计实践部分又注重程序实例所包含的基本语法知识的介绍，让读者在实践中总结语法的应用，实现了语法学习过程与程序设计实践过程的有机结合。
● 可综合VHDL程序设计与面向仿真VHDL程序设计的有机结合。不注重VHDL语言的可综合特性和可仿真特性的区别是大多数同类书籍的又一缺点。本书自始至终强调两者具有重大区别，并在第9章单独介绍用于仿真的VHDL程序设计，因而为读者确立可综合VHDL程序设计的基本原则提供了良好的教学环境。
● 语言表达力求具有亲和力，通俗易懂。本书中有一大部分内容是作者自身学习过程的经验总结，对这一部分的介绍从初学者的角度出发，力求语言表达的亲和力与通俗性。
● 具有很强的实用性。本书介绍了Xilinx最新的EDA工具软件——Xilinx ISE Design Suite 10.1的使用，具有很强的实用性。
● 例题难度循序渐进，有利初学者学习。
本书由云创工作室、詹仙宁和田耘共同编写，詹仙宁负责各章节的主要编写工作，田耘完成部分内容的编写，并对全书进行统编。
本书所有例子都经过作者的精心挑选，每个例子都具有一定的代表性，并在难度上循序渐进，有利于初学者的学习。而且素材丰富，讲解清楚，适合作为高等院校微电子、电子、通信等专业的教材或教学参考书，同时也可以作为广大硬件电路设计工程师的工具书或培训教材。
致谢
感谢云峻岭、吴晶以及北京邮电大学信息与通信工程学院创新实验室所有的老师和同学们，他们为本书提出了许多宝贵的意见和建议。
此外，本书在写作过程中参考了众多国内外同类书籍，吸收了很多新的知识，在这里一并表示感谢。由于作者水平有限，书中难免有错误和表述不准确的地方，希望广大读者批评指正。电子邮箱：zhanxn@gmail.com。
编著者
2009.7.25