1 基于Multisim的VHDL建模

一个完整的、典型的VHDL设计流程既是自顶向下设计方法的具体实施途径，也是EDA工具软件本身的组成结构。图1是基于EDA软件的FPGA／CPLD开发流程框图。对于目前流行的EDA工具软件，图1的设计流程具有一般性。下面以交通灯为例说明基于Multisim的VHDL建模实现。

图1 开发流程框图

1．1 设计要求

设计要求：在Multisim中利用VHDL语言，设计一个简单交通灯控制系统，要求东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，时间8 s。东西方向与南北方向黄灯亮，时间2 s。南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮，时间8 s。如果发生紧急事件，可以手动控制四个方向红灯全亮。

1．2 基于Multisire的VHDL建模

(1)Multisim中的VHDL语言编辑

由于Multisim软件不能直接使用VHDL模块，需要同时安装Multisim 2001软件。

①用Multisim中的VHDL-SIMULATION模块完成VHDL语言的编辑，命名为“traffic．acc”。

②编译链接编辑好的VHDL语言，除了检查VHDL语言错误外，编译链接会产生一个“*．vx”文件，只有这个文件才能在制作元件封装时调用。

(2)Multisim中元件制作封装

Multisim使用模块化的仿真方法，VHDL语言不能直接在Multisim软件中仿真。在Multisim中使用COMPONENT WIZARD命令进行交通灯的元件封装制作。

①点击TOOL中的COMPONENT WIZARD命令，输入元件名字和元件类型，还可以输入作者名字。

②输入元件引脚数和元件引脚参数设计。包括引脚名称，该名称必须和VHDL语言中的名字相同；引脚类型，输入或输出等类型；元件外形的制作。

③仿真模型选择。输入模型名字，添加生成的VHDL语言文件“*．vx”。

④制作封装好的交通灯元件如图2所示。

图2 VHDL交通灯控制元件

2 基于Multisim的VHDL仿真

设计中的CLK信号采用Multisim元件库提供的时钟元件。交通信号灯采用Multisim元件库提供的traffic_light元件。电路如图3所示。

图3 交通灯控制系统电路图

由于交通灯控制元件U7的输出高电平有效，而元件库提供的traffic_light元件是低电平有效，在电路中设计子电路模块XI实现高低电平的转换。