§32VHDL的数据对象 数据对象:可以被赋值的客体 包括:常量( costant)、变量( variable)、信号( signal和文件(fle) 物理意义:常量——代表硬件电路中的电源和地,只能赋值一次; 变量——用于局部数据的暂时存储,是一种載体,可连续赋值; 信号——代表物理设计中某一条硬件连接线,可连续赋值; 文件——可作为参数向子程序传递,并通过子程序对文件进行读写操作。 321常量 常量——指在VHDL设计描述中不发生变化的值,常根据说明赋值。 常量说明 constant常量名常量名小数据类型[二=表达式; s] constant VCC: real: =3.3 constant nd1 gnd2 real: =0.0; constant delay time:=10ns, constant width: integer: =8 采用常量可改善VHDL程序的可读性,并使程序的修改更为方便
§3.2VHDL的数据对象 数据对象：可以被赋值的客体 包括：常量(costant)、变量（variable）、信号(signal)和文件(file) 物理意义：常量——代表硬件电路中的电源和地，只能赋值一次； 变量——用于局部数据的暂时存储，是一种载体，可连续赋值； 信号——代表物理设计中某一条硬件连接线，可连续赋值； 文件——可作为参数向子程序传递，并通过子程序对文件进行读写操作。 3.2.1 常量 常量——指在VHDL设计描述中不发生变化的值，常根据说明赋值。 常量说明： constant 常量名[, 常量名…]:数据类型[:=表达式]； 例： constant VCC: real:=3.3； constant GND1, GND2: real:=0.0; constant delay : time:=10ns; constant width: integer:=8; 采用常量可改善VHDL程序的可读性，并使程序的修改更为方便
常量必须在程序包、实体说明、结构体和进程的说明区域说明。 entity实体名is architecture结构体名of实体名is 类属说明 结构体说明语句 [端口说明引 egin [实体说明部分 功能描述语句; [实体语句部分〗 end[ architecture结构体名; end [entity实体名; 实体 结构体 [进程标号]poce敏感信号表] [进程语句说明部分;] begin 进程语句部分; end proces进程标号]; 进程
常量必须在程序包、实体说明、结构体和进程的说明区域说明。 entity 实体名is [类属说明;] [端口说明;] [实体说明部分;] [实体语句部分;] end [entity]实体名; 实体 architecture 结构体名 of 实体名 is [结构体说明语句;] begin 功能描述语句; end [architecture] 结构体名； 结构体 [进程标号:]process[敏感信号表][is] [进程语句说明部分；] begin 进程语句部分； end process [进程标号]； 进程
322变量和信号 1、变量 变量的作用:对暂时数据进行局部存储。 是一个局部量,在进程语句、过程语句和函数语句说明区说明。 变量说明格式 variable变量名,变量名…小:数据类型[约束条件][:=表达式 b]: variable count integer range 0 to 255: =0; variable tmp: std_logic=0, variable a, b: integer: =256, variable, y, z integer =16, variable clk_en: std_logic 变量赋值语句:目标变量:〓表达式; 2、信号 信号的作用:起着连线的作用,将实体与实体、元件与元件连接起来构成系统。 是一个全局量,在程序包、实体说明和结构体中都可以说明。 信号说明格式: signal信号名[信号名,1:数据类型[约束条件]=表达式
3.2.2 变量和信号 1、变量 变量的作用：对暂时数据进行局部存储。 是一个局部量，在进程语句、过程语句和函数语句说明区说明。 变量说明格式： variable 变量名[, 变量名…]:数据类型[约束条件][:=表达式]； 例： variable count: integer range 0 to 255 :=0; variable tmp: std_logic:=‘0’; variable a, b: integer :=256; variable x,y,z: integer:=16; variable clk_en: std_logic; 2、信号 信号的作用：起着连线的作用，将实体与实体、元件与元件连接起来构成系统。 是一个全局量，在程序包、实体说明和结构体中都可以说明。 信号说明格式： signal 信号名[, 信号名…]:数据类型[约束条件][:=表达式]； 变量赋值语句： 目标变量：=表达式；
B]: signal countl, count2: integer range 0 to 255: =0; signal clk: std_logic:=0, signal a, b integer: =165 signal data_bus: std_logic_vector(7 downto O); 信号赋值语句 目标信号ccccccnull when others=>null; end case: end case en p rocess end process end one end one
例：signal count1, count2: integer range 0 to 255 :=0; signal clk: std_logic :=‘0’; signal a, b: integer :=16; signal data_bus: std_logic_vector(7 downto 0); 信号赋值语句： 目标信号 c c c cnull; end case; end process; end one; architecture one of nand_2 is begin process(a，b) is variable comb: std_logic_vector (1 downto 0); comb:=a & b; begin case comb is when “00” => c c c cnull; end case; end process; end one;
变量和信号的区别: (1)变量赋值是没有延迟的,而信号赋值是有延迟的; (2)变量只在定义它的进程、过程和函数中可见;而信号可是过个进程的全局信号。 (B)变量在硬件中没有一定的对应关系,而信号是硬件中连线的抽象描述。 例:设计三输入与非门电路 三输入与非门的真值表 NAND3 输入 输出 0 nst 0 三输入与非门电路 A00001111 B00110011 0 0 1 Y=ABC
变量和信号的区别： （1）变量赋值是没有延迟的，而信号赋值是有延迟的； （2）变量只在定义它的进程、过程和函数中可见；而信号可是过个进程的全局信号。 (3)变量在硬件中没有一定的对应关系，而信号是硬件中连线的抽象描述。 例：设计三输入与非门电路 NAND3 inst 三输入与非门的真值表 输 入 输 出 A B C Y 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 Y = ABC 1 1 1 0 三输入与非门电路
library ieee use ieee std_logic_1164. all; entity nand_3is port(a, b, c: in std_logic, y: out std_logic end nand 3 architecture one of nand 3 is b egin y<=not(a and b and c; end one;
library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity nand_3 is port(a,b,c:in std_logic; y: out std_logic); end nand_3; architecture one of nand_3 is begin y<=not (a and b and c); end one;
采用进程语句结构 libraryieee; 信号 use ieee std_logic_1164. all entity nand 3is port(a, b, c: in std_logic; y: out std_logic) end nand 3 architecture one of nand 3is signal abc: std _logic_vector(2 downto0);--结构体说明语句 abcyyyyyyynull: end case, end process; end one?
采用进程语句结构 ——信号 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity nand_3 is port(a,b,c:in std_logic; y: out std_logic); end nand_3; architecture one of nand_3 is signal abc: std_logic_vector (2 downto 0); --结构体说明语句 begin abc y y y y y y y ynull; end case; end process; end one;
采用进程语句结构 libraryieee; 变量 use ieee std_logic_1164. all entity nand 3is port(a, b, c: in std_logic; y: out std_logic) end nand 3 architecture one of nand 3is process( a, b, c)is variable abc: std_logicvector( 2 do wnto O De abc =a &b& c case abc is when“000”=>yyyyyyynull: end case, end process; end one?
采用进程语句结构 ——变量 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity nand_3 is port(a,b,c:in std_logic; y: out std_logic); end nand_3; architecture one of nand_3 is begin process(a,b,c) is variable abc:std_logic_vector (2 downto 0); begin abc :=a & b & c; case abc is when “000” => y y y y y y y ynull; end case; end process; end one;
§33VHDL的数据类型 3.3.1标量类型 包括:整数类型、浮点数类型、可枚举类型和物理类型。 主要用来描述一次持有一个值的对象。 1.整数类型 整数范围:-2147483647~+2147488647即“(231-1)(231-1) 例:十进制整数:12845,104,256,·19995 二进制整数:2#11111112#111#,2#1001101 八进制整数:骈#377#,8#3_77#,-8#3257#; 十六进制整数:16#32a7#,16#2_a7#,-16#lff7 通常在定义变量或信号的时候应该对整数的范围有所约束,如 variable tmp integer range 255 to +255, signal count: integer range-1023 to +10237
§3.3VHDL的数据类型 3.3.1 标量类型 包括：整数类型、浮点数类型、可枚举类型和物理类型。 主要用来描述一次持有一个值的对象。 1.整数类型 整数范围：-2 147 483 647 ~+ 2 147 483 647 即 -（2 31 -1）~+（2 31 -1） 例： 十进制整数：12345， 10E4, -256, -1999; 二进制整数：2#111111111#, 2#1111_1111#, -2#10011101#; 八进制整数：8#377#， 8#3_77#, -8#3257#; 十六进制整数：16#32a7#, 16#32_a7#, -16#afff7#; 通常在定义变量或信号的时候应该对整数的范围有所约束，如： variable tmp: integer range -255 to +255; signal count: integer range -1023 to +1023;
2.浮点数类型 表示所使用的大部分数据类型,范围从10配38到+1088范围内的实数。 主要用于进行算法研究的描述,只能用于ⅤHDL的仿真器中。 例:128.5,220.0,15.0,+10E3,1.8。 在进行浮点数书写时,一定要有小数点,否则将会有编译错误。如 variable voltage: real range0 to 220; X 3.可枚举类型 组用表列形式给定的适用于特定操作所需要的值,是一种抽象意义 非常强的建模工具。 定义格式:type数据类型名is(枚举元素,枚举元素,,, 枚举元素:标识符或单个字符。如: monday,red,open,x,Z等。 例:描述一周每一天的状态,可定义一个名为week的数据类型 type weekis(sunday, monday, tuesday, wednsday, thirsday, friday, saturday) 两个预定义的可枚举类型:bit(位)和 boolean(布尔) type bitis(0, ' 1); type boolean is(false true)
2. 浮点数类型 表示所使用的大部分数据类型，范围从-1.0E38到+1.0E38范围内的实数。 主要用于进行算法研究的描述，只能用于VHDL的仿真器中。 例：128.5, 220.0, 15.0, +1.0E3, -1.8。 在进行浮点数书写时，一定要有小数点，否则将会有编译错误。如： variable voltage: real range 0 to 220; 3. 可枚举类型 一组用表列形式给定的适用于特定操作所需要的值，是一种抽象意义 非常强的建模工具。 定义格式： type 数据类型名 is (枚举元素，枚举元素，…); 枚举元素：标识符或单个字符。如： monday, red, open, ‘X’, ‘Z’等。 例：描述一周每一天的状态，可定义一个名为week的数据类型： type week is (sunday, monday, tuesday, wednsday, thirsday, friday, saturday); 两个预定义的可枚举类型：bit(位)和boolean(布尔) type bit is (‘0’,’1’); type boolean is (false, true);