VHDL

```wiki

VHDL: دليل شامل للمبتدئين

VHDL (VHSIC Hardware Description Language) هي لغة وصف أجهزة قوية وشائعة الاستخدام في تصميم الأنظمة الرقمية. تُستخدم لتصميم كل شيء بدءًا من الدوائر المنطقية البسيطة وصولاً إلى الأنظمة المعقدة مثل المعالجات الدقيقة وأنظمة التحكم. هذا المقال موجه للمبتدئين ويهدف إلى توفير فهم شامل لأساسيات VHDL وكيفية البدء في استخدامها.

ما هي لغة وصف الأجهزة؟

قبل الغوص في تفاصيل VHDL، من المهم فهم مفهوم لغة وصف الأجهزة (HDL). بدلاً من تصميم الدوائر الرقمية باستخدام المخططات المنطقية، تسمح لغات وصف الأجهزة للمصممين بوصف سلوك الدائرة باستخدام نص برمجي. هذا النص البرمجي يمكن بعد ذلك معالجته بواسطة أدوات التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD) لإنشاء تمثيل فعلي للدائرة. تعتبر VHDL و Verilog هما لغتي وصف الأجهزة الأكثر شيوعًا.

تاريخ VHDL

تم تطوير VHDL في الأصل في الثمانينيات بتمويل من وزارة الدفاع الأمريكية كجزء من برنامج VHSIC (Very High Speed Integrated Circuit). كان الهدف هو إنشاء لغة موحدة لوصف الأجهزة التي يمكن استخدامها من قبل مختلف الشركات المصنعة. بمرور الوقت، أصبحت VHDL معيارًا صناعيًا وأكثر استخدامًا على نطاق واسع في الأوساط الأكاديمية والصناعية.

هياكل VHDL الأساسية

يتكون برنامج VHDL من عدة هياكل أساسية. فهم هذه الهياكل أمر بالغ الأهمية لكتابة كود VHDL فعال وقابل للصيانة.

• الكيان (Entity): يعرّف الواجهة الخارجية للوحدة. يحدد المنافذ (ports) التي تستخدمها الوحدة للتواصل مع العالم الخارجي.
• البنية (Architecture): تصف السلوك الداخلي للكيان. تحدد كيفية عمل الوحدة وكيف تستجيب للمدخلات.
• الإشارات (Signals): تمثل الأسلاك التي تحمل القيم داخل الوحدة.
• المتغيرات (Variables): تستخدم لتخزين القيم داخل العمليات الحسابية.
• الثوابت (Constants): تمثل القيم الثابتة التي لا تتغير أثناء التنفيذ.

مثال بسيط: بوابة AND

دعنا نبدأ بمثال بسيط: تصميم بوابة AND باستخدام VHDL.

```vhdl entity and_gate is

 port (
   a : in std_logic;
   b : in std_logic;
   y : out std_logic
 );

end entity and_gate;

architecture behavioral of and_gate is begin

 y <= a and b;

end architecture behavioral; ```

في هذا المثال:

• entity and_gate is يعرّف كيانًا باسم `and_gate`.
• port ( ... ) يحدد المنافذ: `a` و `b` هما مدخلات من النوع `std_logic`، و `y` هو مخرج من النوع `std_logic`.
• architecture behavioral of and_gate is يعرّف بنية باسم `behavioral` للكيان `and_gate`.
• y <= a and b; يصف السلوك: يخصص قيمة `a and b` للمخرج `y`. `<=` هو عامل التخصيص للعمليات المتزامنة.

أنواع البيانات في VHDL

VHDL يدعم مجموعة متنوعة من أنواع البيانات. بعض الأنواع الأكثر شيوعًا تشمل:

• std_logic: يمثل قيمة منطقية واحدة (0، 1، X، Z، وغيرها). هو النوع الأكثر استخدامًا في تصميم الأجهزة الرقمية.
• std_logic_vector: يمثل مجموعة من قيم `std_logic`. يستخدم لتمثيل الحافلات (buses) والبيانات متعددة البتات.
• integer: يمثل عددًا صحيحًا.
• real: يمثل عددًا حقيقيًا.
• boolean: يمثل قيمة منطقية (true أو false).

أنماط التصميم في VHDL

هناك ثلاثة أنماط تصميم رئيسية في VHDL:

• السلوكي (Behavioral): يصف *ماذا* تفعل الوحدة، وليس *كيف* تفعله. يستخدم عبارات مثل `if-then-else` و `case` لوصف السلوك. (كما في مثال بوابة AND أعلاه).
• الهيكلي (Structural): يصف الوحدة من حيث مكوناتها الفرعية (subcomponents) وكيفية توصيلها. يشبه بناء الدائرة باستخدام المكونات الجاهزة.
• البيانات التدفقية (Dataflow): يصف الوحدة من حيث تدفق البيانات بين العمليات. يستخدم عبارات التخصيص المستمر (continuous assignment statements).

العمليات في VHDL

VHDL يدعم مجموعة واسعة من العمليات. بعض العمليات الأكثر شيوعًا تشمل:

• العمليات المنطقية: `and`, `or`, `not`, `xor`, `nand`, `nor`.
• العمليات الحسابية: `+`, `-`, `*`, `/`, `mod`, `rem`.
• العمليات العلائقية: `=`, `/=`, `>`, `<`, `>=`, `<=`.
• عمليات التخصيص: `<=` (تخصيص متزامن)، `:=` (تخصيص غير متزامن).
• عمليات التحويل: تحويل أنواع البيانات المختلفة.

العبارات الشرطية والحلقات

VHDL يوفر عبارات شرطية وحلقات للتحكم في تدفق التنفيذ.

• if-then-else: لتنفيذ كود مختلف بناءً على شرط.
• case: لتنفيذ كود مختلف بناءً على قيمة تعبير.
• loop: لتكرار تنفيذ كود معين. هناك أنواع مختلفة من الحلقات، مثل `for` و `while`.

استخدام المكتبات في VHDL

VHDL يستخدم المكتبات لتوفير وظائف إضافية. عادةً ما يتم استخدام مكتبة `ieee.std_logic_1164` لتعريف نوع البيانات `std_logic` و `std_logic_vector`. يتم استخدام مكتبات أخرى لوظائف مثل العمليات الحسابية والذاكرة والمنافذ التسلسلية. يتم استيراد المكتبات باستخدام عبارة `use`.

```vhdl library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; ```

محاكاة VHDL

بعد كتابة كود VHDL، من المهم محاكاته للتحقق من صحته. أدوات المحاكاة (simulators) مثل ModelSim و GHDL تسمح لك بتشغيل كود VHDL ومراقبة سلوكه. تتضمن المحاكاة توفير مدخلات للوحدة ومراقبة المخرجات.

التجميع (Synthesis) في VHDL

التجميع هو العملية التي تحول كود VHDL إلى تمثيل فعلي للدائرة. تستخدم أدوات التجميع (synthesis tools) مكتبات من الخلايا القياسية (standard cells) لإنشاء الدائرة. يعتمد تصميم الدائرة الناتج على التكنولوجيا المستهدفة (مثل FPGA أو ASIC).

VHDL و الخيارات الثنائية: أوجه التشابه والتبادل

على الرغم من أن VHDL هي لغة وصف أجهزة، إلا أن هناك بعض أوجه التشابه المفاهيمية مع عالم الخيارات الثنائية. كلاهما يتطلب التنبؤ بالنتائج بناءً على المدخلات. في VHDL، نتوقع مخرجات الدائرة بناءً على المدخلات والإشارات الداخلية. في الخيارات الثنائية، نتوقع ارتفاع أو انخفاض سعر الأصل بناءً على تحليل البيانات.

• **التحليل الفني:** في VHDL، نقوم بتحليل تصميم الدائرة للتأكد من أنه يعمل بشكل صحيح. في الخيارات الثنائية، نقوم بتحليل الرسوم البيانية والمؤشرات الفنية للتنبؤ بحركة السعر. استراتيجيات مثل الشموع اليابانية يمكن أن تكون مشابهة لتحليل سلوك الدائرة.
• **إدارة المخاطر:** في VHDL، نستخدم طرقًا مختلفة لتقليل الأخطاء في التصميم. في الخيارات الثنائية، نستخدم استراتيجيات إدارة المخاطر مثل تنويع المحفظة لتقليل الخسائر.
• **التحليل الزمني:** في VHDL، يتم تحليل توقيت الإشارات للتأكد من أن الدائرة تعمل بشكل صحيح في التردد المطلوب. في الخيارات الثنائية، يتم تحليل الاتجاهات الزمنية لتحديد فرص التداول.
• **استراتيجيات التداول:** هناك العديد من استراتيجيات التداول في الخيارات الثنائية، مثل استراتيجية مارتينجال و استراتيجية فيبوناتشي و استراتيجية ستوكاستيك. يمكن مقارنة هذه الاستراتيجيات بتصميم وحدات VHDL مختلفة لتحقيق أهداف مختلفة.
• **حجم التداول:** في الخيارات الثنائية، يعد حجم التداول عاملاً هاماً في إدارة المخاطر. وبالمثل، في VHDL، يؤثر حجم الدائرة وتعقيدها على وقت التصميم والموارد المطلوبة.
• **المؤشرات الفنية:** تشمل مؤشر القوة النسبية (RSI) و مؤشر الماكد (MACD) و مؤشر المتوسط المتحرك أدوات شائعة في الخيارات الثنائية. يمكن اعتبارها مشابهة لأدوات التحقق والتحليل المستخدمة في VHDL.
• **التقلب:** في الخيارات الثنائية، يشير التقلب إلى مدى تغير سعر الأصل. في VHDL، يمكن أن يشير التقلب إلى التغيرات في الإشارات الداخلية للدائرة.
• **الرافعة المالية:** تتيح الرافعة المالية في الخيارات الثنائية للمتداولين التحكم في مبلغ أكبر من المال برأس مال أقل. في VHDL، يمكن أن يشير استخدام المكونات المعقدة إلى نوع من "الرافعة المالية" في التصميم.
• **التحليل الأساسي:** يتضمن تحليل العوامل الاقتصادية والسياسية التي تؤثر على سعر الأصل في الخيارات الثنائية. في VHDL، يمكن أن يشمل ذلك تحليل متطلبات النظام والقيود المفروضة على التصميم.
• **التحليل الفني المتقدم:** يشمل استخدام أدوات وتقنيات متطورة لتحليل الرسوم البيانية وتحديد فرص التداول في الخيارات الثنائية. في VHDL، يمكن أن يشمل ذلك استخدام أدوات المحاكاة المتقدمة وتقنيات التحسين.
• **استراتيجية الاختراق:** تعتمد هذه الاستراتيجية على التداول في اتجاه الاختراق بعد فترة من التراكم أو التداول الجانبي.
• **استراتيجية التداول المتأرجح:** تتضمن الاستفادة من حركات الأسعار المتأرجحة قصيرة الأجل.
• **استراتيجية التداول العكسي:** تعتمد على تحديد نقاط انعكاس الاتجاه.
• **استراتيجية التداول بناءً على الأخبار:** تتضمن التداول بناءً على الأحداث الإخبارية الهامة.
• **استراتيجية التداول باستخدام أنماط الشموع:** تستند إلى التعرف على أنماط الشموع اليابانية.
• **استراتيجية التداول بناءً على حجم التداول:** تعتمد على تحليل حجم التداول لتأكيد الاتجاه.
• **استراتيجية التداول باستخدام المؤشرات:** تستخدم مجموعة متنوعة من المؤشرات الفنية لتحديد فرص التداول.
• **استراتيجية التداول الآلي:** تعتمد على استخدام برامج آلية لتنفيذ الصفقات.
• **استراتيجية التداول الخوارزمي:** تعتمد على استخدام خوارزميات معقدة لتحديد فرص التداول.
• **استراتيجية التداول القائم على التعلم الآلي:** تستخدم تقنيات التعلم الآلي للتنبؤ بحركة السعر.
• **استراتيجية التداول باستخدام البيانات الضخمة:** تعتمد على تحليل كميات كبيرة من البيانات لتحديد الأنماط والاتجاهات.
• **استراتيجية التداول متعددة الأصول:** تتضمن التداول في مجموعة متنوعة من الأصول لتقليل المخاطر.
• **استراتيجية التداول قصير الأجل:** تركز على تحقيق أرباح سريعة من حركات الأسعار الصغيرة.

موارد إضافية لتعلم VHDL

• [VHDL Tutorial](https://www.tutorialspoint.com/vhdl/index.htm)
• [VHDLwhiz](http://www.vhdlwhiz.com/)
• [IEEE Standards Association](http://standards.ieee.org/)

الخلاصة

VHDL هي لغة قوية ومتعددة الاستخدامات لوصف الأجهزة. من خلال فهم الهياكل الأساسية وأنماط التصميم والعمليات، يمكنك البدء في تصميم الأنظمة الرقمية المعقدة. تذكر أن الممارسة والتجريب هما المفتاح لإتقان VHDL. على الرغم من الاختلاف الظاهري بين VHDL والخيارات الثنائية، إلا أن هناك مفاهيم متشابهة تتعلق بالتحليل والتنبؤ وإدارة المخاطر. ```

ابدأ التداول الآن

سجّل في IQ Option (الحد الأدنى للإيداع 10 دولار) افتح حساباً في Pocket Option (الحد الأدنى للإيداع 5 دولار)

انضم إلى مجتمعنا

اشترك في قناة Telegram الخاصة بنا @strategybin لتصلك: ✓ إشارات تداول يومية ✓ تحليلات استراتيجية حصرية ✓ تنبيهات اتجاهات السوق ✓ مواد تعليمية للمبتدئين