VHDL語(yǔ)言應(yīng)用實(shí)例指導(dǎo)
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VHDL中的標(biāo)識(shí)符可以是常數(shù)、變量、信號(hào)、端口、子程序或參數(shù)的名字。使用標(biāo)識(shí)符要遵守如下法則:
·標(biāo)識(shí)符由字母(A…Z;a…z)、數(shù)字和下劃線字符組成。
·任何標(biāo)識(shí)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(gè)連續(xù)下劃線。
·標(biāo)識(shí)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(shí)符。
·VHDL中的注釋由兩個(gè)連續(xù)的短線(--)開始,直到行尾。
以下是非法標(biāo)識(shí)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(shí)符的構(gòu)成符號(hào)
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(shí)符。
注:在AHDL語(yǔ)言中標(biāo)識(shí)符要區(qū)分大小寫,但在VHDL語(yǔ)言中不區(qū)分大小寫。所以寫程序時(shí),一定要養(yǎng)成良好的書寫習(xí)慣,應(yīng)用關(guān)鍵字時(shí)用大寫,自己定義的標(biāo)識(shí)符用小寫。
標(biāo)識(shí)符表示的幾種數(shù)據(jù)對(duì)象的詳細(xì)說(shuō)明如下:
1) 常數(shù)(Constant )
常數(shù)是一個(gè)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(gè)進(jìn)程中,這個(gè)常量只能用在這一進(jìn)程中。
2) 變量(Variable)
變量是一個(gè)局部變量,它只能在進(jìn)程語(yǔ)句、函數(shù)語(yǔ)句和進(jìn)程語(yǔ)句結(jié)構(gòu)中使用。用作局部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。在仿真過(guò)程中。它不像信號(hào)那樣,到了規(guī)定的仿真時(shí)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(yǔ)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(gè)相同的類型的信號(hào),即進(jìn)程之間傳遞數(shù)據(jù)靠的信號(hào)。
變量賦值語(yǔ)句的語(yǔ)法格式如下:
目標(biāo)變量:=表達(dá)式;
變量賦值符號(hào)是“:=”。賦值語(yǔ)句右方的表達(dá)式必須是一個(gè)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(chǔ)元件。
3) 信號(hào)(Signal)
信號(hào)是描述硬件系統(tǒng)的基本數(shù)據(jù)對(duì)象,它類似于連接線,它除了沒(méi)有數(shù)據(jù)流動(dòng)方向說(shuō)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(hào),而信號(hào)的值不能傳遞給變量。信號(hào)通常在構(gòu)造體、包集合和實(shí)體中說(shuō)明。信號(hào)說(shuō)明格式為:
SIGNAL 信號(hào)名: 數(shù)據(jù)類型;
信號(hào)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(guò)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(hào)
信號(hào)除了沒(méi)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(hào)值輸入信號(hào)時(shí)采用代入符”<=”,而不是賦值符“:=”,同時(shí)信號(hào)可以附加延時(shí)。
信號(hào)傳送語(yǔ)句:
s1<=s2 AFTER 10ns
信號(hào)是一個(gè)全局量,可以用來(lái)進(jìn)行進(jìn)程之間的通信
3. 信號(hào)與變量的區(qū)別:
信號(hào)賦值可以有延遲時(shí)間,變量賦值無(wú)時(shí)間延遲;
信號(hào)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(duì)信號(hào)敏感,對(duì)變量不敏感;
信號(hào)可以是多個(gè)進(jìn)程的全局信號(hào),但變量只在定義它之后的順序域可見;
信號(hào)可以看作硬件的一根連線,但變量無(wú)此對(duì)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;