《電子技術(shù)應(yīng)用》
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VHDL語言應(yīng)用實(shí)例指導(dǎo)
摘要: VHDL中的標(biāo)識符可以是常數(shù)、變量、信號、端口、子程序或參數(shù)的名字。
關(guān)鍵詞: 開發(fā)工具 VHDL
Abstract:
Key words :

  VHDL中的標(biāo)識符可以是常數(shù)、變量、信號、端口、子程序或參數(shù)的名字。使用標(biāo)識符要遵守如下法則:

  ·標(biāo)識符由字母(A…Z;a…z)、數(shù)字和下劃線字符組成。

  ·任何標(biāo)識符必須以英文字母開頭。

  ·末字符不能為下劃線。

  ·不允許出現(xiàn)兩個連續(xù)下劃線。

  ·標(biāo)識符中不區(qū)分大小寫字母。

  ·VHDL定義的保留子或稱關(guān)鍵字,不能用作標(biāo)識符。

  ·VHDL中的注釋由兩個連續(xù)的短線(--)開始,直到行尾。

  以下是非法標(biāo)識符:

  -Decoder —起始不能為非英文字母

  3DOP —起始不能為數(shù)字

  Large#number —“#”不能成為標(biāo)識符的構(gòu)成符號

  Data__bus —不能有雙下劃線

  Copper_ —最后字符不能為下劃線

  On —關(guān)鍵字不能用作標(biāo)識符。

  注:在AHDL語言中標(biāo)識符要區(qū)分大小寫,但在VHDL語言中不區(qū)分大小寫。所以寫程序時,一定要養(yǎng)成良好的書寫習(xí)慣,應(yīng)用關(guān)鍵字時用大寫,自己定義的標(biāo)識符用小寫。

  標(biāo)識符表示的幾種數(shù)據(jù)對象的詳細(xì)說明如下:

  1) 常數(shù)(Constant )

  常數(shù)是一個固定的值,主要是為了使設(shè)計(jì)實(shí)體中的常數(shù)更容易閱讀和修改。常數(shù)一被賦值就不能在改變。一般格式:

  CONSTANT 常數(shù)名:數(shù)據(jù)類型:=表達(dá)式;

  例:CONSTANT Vcc: REAL: =5.0;

  —設(shè)計(jì)實(shí)體的電源電壓指定

  常數(shù)所賦得值應(yīng)與定義的數(shù)據(jù)類型一致。

  常量的使用范圍取決于它被定義的位置。程序包中定義的常量具有最大的全局化特性,可以用在調(diào)用此程序包的所有設(shè)計(jì)實(shí)體中;設(shè)計(jì)實(shí)體中某一結(jié)構(gòu)體中定義的常量只能用于此結(jié)構(gòu)體;結(jié)構(gòu)體中某一單元定義的常量,如一個進(jìn)程中,這個常量只能用在這一進(jìn)程中。

  2) 變量(Variable)

  變量是一個局部變量,它只能在進(jìn)程語句、函數(shù)語句和進(jìn)程語句結(jié)構(gòu)中使用。用作局部數(shù)據(jù)存儲。在仿真過程中。它不像信號那樣,到了規(guī)定的仿真時間才進(jìn)行賦值,變量的賦值是立即生效的。變量常用在實(shí)現(xiàn)某種算法的賦值語句中。

  一般格式:

  VARIABLE 變量名 數(shù)據(jù)類型 約束條件:=表達(dá)式;

  例:VARIABLE x,y:INTEGER; —定義x,y為整數(shù)變量

  VARIABLE count: INTEGER RANGE0 TO255:=10; —定義計(jì)數(shù)變量范圍

  變量的適用范圍僅限于定義了變量的進(jìn)程或子程序中。若將變量用于進(jìn)程之外,必須該值賦給一個相同的類型的信號,即進(jìn)程之間傳遞數(shù)據(jù)靠的信號。

  變量賦值語句的語法格式如下:

  目標(biāo)變量:=表達(dá)式;

  變量賦值符號是“:=”。賦值語句右方的表達(dá)式必須是一個與目標(biāo)變量有相同數(shù)據(jù)類型的數(shù)值。變量不能用于硬件連線和存儲元件。

  3) 信號(Signal)

  信號是描述硬件系統(tǒng)的基本數(shù)據(jù)對象,它類似于連接線,它除了沒有數(shù)據(jù)流動方向說明以外,其它性質(zhì)與實(shí)體的端口(Port)概念一致。變量的值可以傳遞給信號,而信號的值不能傳遞給變量。信號通常在構(gòu)造體、包集合和實(shí)體中說明。信號說明格式為:

  SIGNAL 信號名: 數(shù)據(jù)類型;

  信號初始值的設(shè)置不是必需的,而且初始值僅在VHDL的行為仿真中有效。

 

  VHDL中的標(biāo)識符可以是常數(shù)、變量、信號、端口、子程序或參數(shù)的名字。使用標(biāo)識符要遵守如下法則:

  ·標(biāo)識符由字母(A…Z;a…z)、數(shù)字和下劃線字符組成。

  ·任何標(biāo)識符必須以英文字母開頭。

  ·末字符不能為下劃線。

  ·不允許出現(xiàn)兩個連續(xù)下劃線。

  ·標(biāo)識符中不區(qū)分大小寫字母。

  ·VHDL定義的保留子或稱關(guān)鍵字,不能用作標(biāo)識符。

  ·VHDL中的注釋由兩個連續(xù)的短線(--)開始,直到行尾。

  以下是非法標(biāo)識符:

  -Decoder —起始不能為非英文字母

  3DOP —起始不能為數(shù)字

  Large#number —“#”不能成為標(biāo)識符的構(gòu)成符號

  Data__bus —不能有雙下劃線

  Copper_ —最后字符不能為下劃線

  On —關(guān)鍵字不能用作標(biāo)識符。

  注:在AHDL語言中標(biāo)識符要區(qū)分大小寫,但在VHDL語言中不區(qū)分大小寫。所以寫程序時,一定要養(yǎng)成良好的書寫習(xí)慣,應(yīng)用關(guān)鍵字時用大寫,自己定義的標(biāo)識符用小寫。

  標(biāo)識符表示的幾種數(shù)據(jù)對象的詳細(xì)說明如下:

  1) 常數(shù)(Constant )

  常數(shù)是一個固定的值,主要是為了使設(shè)計(jì)實(shí)體中的常數(shù)更容易閱讀和修改。常數(shù)一被賦值就不能在改變。一般格式:

  CONSTANT 常數(shù)名:數(shù)據(jù)類型:=表達(dá)式;

  例:CONSTANT Vcc: REAL: =5.0;

  —設(shè)計(jì)實(shí)體的電源電壓指定

  常數(shù)所賦得值應(yīng)與定義的數(shù)據(jù)類型一致。

  常量的使用范圍取決于它被定義的位置。程序包中定義的常量具有最大的全局化特性,可以用在調(diào)用此程序包的所有設(shè)計(jì)實(shí)體中;設(shè)計(jì)實(shí)體中某一結(jié)構(gòu)體中定義的常量只能用于此結(jié)構(gòu)體;結(jié)構(gòu)體中某一單元定義的常量,如一個進(jìn)程中,這個常量只能用在這一進(jìn)程中。

  2) 變量(Variable)

  變量是一個局部變量,它只能在進(jìn)程語句、函數(shù)語句和進(jìn)程語句結(jié)構(gòu)中使用。用作局部數(shù)據(jù)存儲。在仿真過程中。它不像信號那樣,到了規(guī)定的仿真時間才進(jìn)行賦值,變量的賦值是立即生效的。變量常用在實(shí)現(xiàn)某種算法的賦值語句中。

  一般格式:

  VARIABLE 變量名 數(shù)據(jù)類型 約束條件:=表達(dá)式;

  例:VARIABLE x,y:INTEGER; —定義x,y為整數(shù)變量

  VARIABLE count: INTEGER RANGE0 TO255:=10; —定義計(jì)數(shù)變量范圍

  變量的適用范圍僅限于定義了變量的進(jìn)程或子程序中。若將變量用于進(jìn)程之外,必須該值賦給一個相同的類型的信號,即進(jìn)程之間傳遞數(shù)據(jù)靠的信號。

  變量賦值語句的語法格式如下:

  目標(biāo)變量:=表達(dá)式;

  變量賦值符號是“:=”。賦值語句右方的表達(dá)式必須是一個與目標(biāo)變量有相同數(shù)據(jù)類型的數(shù)值。變量不能用于硬件連線和存儲元件。

  3) 信號(Signal)

  信號是描述硬件系統(tǒng)的基本數(shù)據(jù)對象,它類似于連接線,它除了沒有數(shù)據(jù)流動方向說明以外,其它性質(zhì)與實(shí)體的端口(Port)概念一致。變量的值可以傳遞給信號,而信號的值不能傳遞給變量。信號通常在構(gòu)造體、包集合和實(shí)體中說明。信號說明格式為:

  SIGNAL 信號名: 數(shù)據(jù)類型;

  信號初始值的設(shè)置不是必需的,而且初始值僅在VHDL的行為仿真中有效。

 

  1. 變量

  變量只能在進(jìn)程、函數(shù)和過程中使用,一旦賦值立即生效。

  例:VARIABLE x, y: INTEGER;

  VARIABLE count: INTEGER RANGE 0 TO 255:=10;

  2. 信號

  信號除了沒有方向的概念以外幾乎和端口概念一致。

  例:SIGNAL sys_clk: BIT:=’0’;

  SIGNAL ground: BIT:=’0’

  在程序中,信號值輸入信號時采用代入符”<=”,而不是賦值符“:=”,同時信號可以附加延時。

  信號傳送語句:

  s1<=s2 AFTER 10ns

  信號是一個全局量,可以用來進(jìn)行進(jìn)程之間的通信

  3. 信號與變量的區(qū)別:

  信號賦值可以有延遲時間,變量賦值無時間延遲;

  信號除當(dāng)前值外還有許多相關(guān)值,如歷史信息等,變量只有當(dāng)前值;

  進(jìn)程對信號敏感,對變量不敏感;

  信號可以是多個進(jìn)程的全局信號,但變量只在定義它之后的順序域可見;

  信號可以看作硬件的一根連線,但變量無此對應(yīng)關(guān)系。

  例:ENTITY reg1 IS

  PORT ( d : in BIT;

  clk : in BIT;

  q : out BIT);

  END reg1;

  ARCHITECTURE reg1 OF reg1 IS

  SIGNAL a, b : BIT;

  BEGIN

  PROCESS (clk)

  BEGIN

  IF clk=‘1’ AND clk’event THEN

  a <= d;

  b <= a;

  q <= b;

  END IF;

  END PROCESS;

  END reg1;

  ENTITY reg1 IS

  PORT ( d : in BIT;

  clk : in BIT;

  q : out BIT);

  END reg1;

  ARCHITECTURE reg1 OF reg1 IS

  BEGIN

  PROCESS (clk)

  VARIABLE a, b : BIT;

  BEGIN

  IF clk=‘1’ AND clk’event THEN

  a := d;

  b := a;

  q <= b;

  END IF;

  END PROCESS;

  END reg1;

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