Ngày nay, các mạch tích hợp ngày càng thực hiện đƣợc nhiều chức năng do đó mà vấn đề thiết kế mạch càng trở nên phức tạp. Những phƣơng pháp truyền thống nhƣ dùng phƣơng pháp tối thiểu hoá hàm Boolean hay dùng sơ đồ các phần tử không còn đáp ứng đƣợc các yêu cầu đặt ra khi thiết kế. Nhƣợc điểm lớn nhất của các phƣơng pháp này là chúng chỉ mô tả đƣợc hệ thống dƣới dạng mạng nối các phần tử với nhau. Ngƣời thiết kế cần phải đi qua hai bƣớc thực hiện hoàn toàn thủ công: Đó là chuyển từ các yêu cầu về chức năng của hệ thống sang biểu diễn theo dạng hàm Boolean, sau các bƣớc tối thiểu hoá hàm này ta lại phải chuyển từ hàm Boolean sang sơ đồ mạch của hệ thống. Cũng tƣơng tự khi phân tích một hệ thống ngƣời phân tích cần phải phân tích sơ đồ mạch của hệ thống, rồi chuyển nó thành các hàm Boolean, sau đó mới lập lại các chức năng, hoạt động của hệ thống. Tất cả các bƣớc nói trên hoàn toàn phải thực hiện thủ công không có bất kỳ sự trợ giúp nào của máy tính. Ngƣời thiết kế chỉ có thể sử dụng máy tính làm công cụ hỗ trợ trong việc vẽ sơ đồ mạch của hệ thống và chuyển từ sơ đồ mạch sang công cụ tổng hợp mạch vật lý dùng công cụ Synthesis. Một nhƣợc điểm khác nữa của phƣơng pháp thiết kế truyền thống là sự giới hạn về độ phức tạp của hệ thống đƣợc thiết kế. Phƣơng pháp dùng hàm Boolean chỉ có thể dùng để thiết kế hệ thống lớn nhất biểu diễn bởi vài trăm hàm. Còn phƣơng pháp dựa trên sơ đồ chỉ có thể dùng để thiết kế hệ thống lớn nhất chứa khoảng vài nghìn phần tử.
Phƣơng pháp thiết kế, thử nghiệm, phân tích các hệ thống số sử dụng các ngôn ngữ mô tả phần cứng nổi bật lên với các ƣu điểm hơn hẳn và sẽ dần thay thế các phƣơng pháp truyền thống. Sự ra đời của ngôn ngữ mô phỏng phần cứng đã giải quyết đƣợc rất nhiều nhƣợc điểm lớn của các phƣơng pháp thiết kế trƣớc đây:
Nếu các phƣơng pháp cũ đòi hỏi phải chuyển đổi từ mô tả hệ thống (các chỉ tiêu về chức năng) sang tập hợp các hàm logic bằng tay thì bƣớc chuyển đó hoàn toàn không cần thiết khi dùng HDL (AHDL, VHDL). Hầu hết các công cụ thiết kế dùng ngôn ngữ mô phỏng phần cứng đều cho phép sử dụng biểu đồ trạng thái (finite- state-machine) cho các hệ thống tuần tự cũng nhƣ cho phép sử dụng bảng chân lý cho hệ thống tổng hợp. Việc chuyển đổi từ các biểu đồ trạng thái và bảng chân lý sang mã ngôn ngữ mô phỏng phần cứng đƣợc thực hiện hoàn toàn tự động.
Nhờ tính dễ kiểm tra thử nghiệm hệ thống trong suốt quá trình thiết kế mà ngƣời thiết kế có thể dễ dàng phát hiện các lỗi thiết kế ngay từ những giai đoạn đầu, giai đoạn chƣa đƣa vào sản xuất thử, do đó tiết kiệm đƣợc lƣợng chi phí đáng kể bởi từ ý tƣởng thiết kế đến tạo ra sản phẩm đúng nhƣ mong muốn là một việc rất khó tránh khỏi những khó khăn, thất bại.
Khi mọi lĩnh vực của khoa học đều phát triển không ngừng thì sự phức tạp của hệ thống điện tử cũng ngày một tăng theo và gần nhƣ không thể tiến hành thiết kế thủ công mà không có sự trợ giúp cuả các loại máy tính hiện đại. Ngày nay, ngôn ngữ mô tả phần cứng HDL đƣợc dùng nhiều để thiết kế cho các thiết bị logic lập trình đƣợc PLD từ loại đơn giản đến các loại phức tạp nhƣ ma trận cổng lập trình đƣợc FPGA.[3]