HDL   Hardware Description Language   하드웨어 기술 언어, 하드웨어 표현 언어

(2024-10-04)

하드웨어 서술 언어, 논리 합성, 디지털 시스템 설계


1. 하드웨어 기술 언어 (HDL, Hardware Description Language)

  ㅇ 디지털 하드웨어를 설계하는 언어
     - 하드웨어(회로 관련 정보)의 구조와 동작의 기술(記述) 및 설계(設計)를,
     - 텍스트 형태로 표현, 입력함으로써,
     - 디지털 시스템의 복잡한 구조와 동작을 더 명확히, 더 쉽게 이해하고,
     - 시뮬레이션 및 합성을 통해, 실제 구현을 지원 가능케 함

  ㅇ 즉, 디지털시스템 하드웨어의 `구조` 및 `동작`을 기술(표현)할 수 있는 언어
     - 하드웨어적인 소자, 구조, 동작 등을 텍스트 기반으로 표현 가능

  ㅇ 특히, 프로그램적인 논리 또는 계산 보다는, 모델링을 강조하는 언어
     - 즉, 입출력 논리 간의 관계 및 동작을 기술 가능토록 하고,
     - 이를 저장,검색,편집,전송할 수 있게함 

  ㅇ 결국, 디지털시스템의 표현,설계,구현(합성),테스트,문서화하는 상위수준 하드웨어 기술 언어
     - 하위레벨에서,
        . 게이트와 플립플롭 등 실제 논리회로집적회로로 구현 가능
     - 상위레벨에서, 
        . 하드웨어 기능을 설계(논리 합성)하고,
        . 오류의 정정(시뮬레이션) 등을 가능케 함
     * (디지털 시스템을 높은 수준의 추상화설계, 디버깅 가능케 함)

  ㅇ 원래,
     - 초기에는, 소규모 논리 회로시뮬레이션 정도 만 가능하던 것이,
     - 오늘날은, 대규모 디지털시스템의,
        . 설계(Design),시뮬레이션(Simulation),검증(Verification),구현(implementation) 등
        . 거의 모든 용도로 사용 가능케 됨


2. HDL 언어의 대표적인 例)VHDL  :  IEEE 1076 (1993,2000,2002,2008년 등)
  ㅇ Verilog HDL  :  IEEE 1364 (1995,2001,2005 등)
  ※ 특히, VHDL,Verilog HDLIEEE에서 표준으로 공인됨 
  ㅇ AHDL (Altera社의 하드웨어기술언어) 등


3. HDL의 특징

  ㅇ 특히, 기존 프로그래밍 언어와 달리, 
     - 하드웨어 상에서 동작하는 시간(Timing)과 동시성(Concurrency) 표현이 가능

  ㅇ 주요 특성
     - 추상화 (Abstraction)
        . 복잡한 시스템을 단순화하여 높은 수준의 개념으로 표현 가능
     - 동시성/병행성 (Concurrency)
        . 여러 작업이 동시에 발생하는 성질
        . 여러 모듈들이 동시에 수행하는 구조를 정의할 수 있음으로써, 복잡한 동작의 표현 가능
      - 병렬성 (Parallel)
        . 여러 작업이 동시에 수행되는 성질
        . 여러 모듈들을 동시에 작동하도록 구현시켜, 하드웨어 자원을 최대한 활용


4. HDL에 의한 설계 흐름 및 컴파일 단계

  ※ ☞ HDL 설계 단계 참조
     - ①  설계 엔트리 (Design Entry) 또는 설계 캡슐화 (Design Encapsulation)     
     - ②  논리 시뮬레이션 (Logic Simulation)
     - ③  논리 합성 (Logic Synthesis)
     - ④  타이밍 검증 (Timing Verification)
     - ⑤  결함 시뮬레이션 (Fault Simulation)
     * 이로써, 실제 구현될 IC 형태는, ASIC,PLD,FPGA5. HDL에 의한 설계 관점 구분

  ※ ☞ HDL 설계 관점 구분 참조
     - 모델링 표현 방식의 구분 : `동작`,`구조`,`데이터흐름`
        . 구조적 모델링, 데이터 흐름 모델링, 동작적 모델링 등
     - 계층적 레벨의 구분
        . 행위 레벨, 레지스터 전달 레벨, 게이트 레벨, 트랜지스터 레벨, 물리적 레벨

하드웨어 기술(記述)
1. HDL(하드웨어 기술 언어)   2. HDL 설계 관점   3. HDL 설계 흐름   4. 레지스터 전달 레벨 (RTL)   5. VHDL   6.
Verilog
 


"본 웹사이트 내 모든 저작물은 원출처를 밝히는 한 자유롭게 사용(상업화포함) 가능합니다"
     [정보통신기술용어해설]       편집·운영 ( 차재복, 건강 문제로 휴식중 )
[하드웨어 기술(記述)]1. HDL(하드웨어 기술 언어)   2. HDL 설계 관점   3. HDL 설계 흐름   4. 레지스터 전달 레벨 (RTL)   5. VHDL   6. [Verilog]  

  1. Top (분류 펼침)      :     1,604개 분류    6,618건 해설