VHDL基本语句用法教学文案

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1、第10章 VHDL基本语句,一：主要内容：VHDL基本语句讲解 顺序语句 并行语句 二：重点掌握：常用VHDL基本语句及应用,10.1.1 赋值语句,信号赋值语句,变量赋值语句,信号代入语句： 格式: 目的信号变量=信号变量表达式 例: a=b;,变量赋值语句： 格式: 目的变量:=表达式 例: c:=a+d,信号与变量的区别： （1）信号赋值可以有延迟时间，变量赋值无时间延迟 （2）信号除当前值外还有许多相关值，如历史信息等，变量只有当前值 进程对信号敏感，对变量不敏感 （3）信号可以是多个进程的全局信号，但变量只在定义它之后的顺序域可见 （4）信号可以看作硬件的一根连线，但变量无此对应关系

2、。,10.1 顺序语句,10.1.2 IF 语句已讲过,IF 条件 THEN END IF；,10.1.3 CASE语句,1） CASE语句的结构： CASE 表达式 IS When 选择值 = 顺序语句； When 选择值 = 顺序语句； . 【WHEN OTHERS =】； END CASE ；,2）多条件选择值的一般表达式： 选择值 |选择值 ,3）选择值 表达方式： （1）单个普通数值，如6。 （2）数值选择范围，如(2 TO 4)，表示取值为 2、3或4。 （3）并列数值，如35，表示取值为3或者5。 （4）混合方式，以上三种方式的混合。,4）CASE 语句举例,LIBRARY IE

3、EE； USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL； ENTITY mux41 IS PORT (s4，s3, s2，s1 : IN STD_LOGIC; z4，z3, z2，z1 : OUT STD_LOGIC); END mux41； ARCHITECTURE activ OF mux41 IS SIGNAL sel : INTEGER RANGE 0 TO 15; BEGIN z1 z1 z2 z3 z4=1 ; - 当sel为815中任一值时选中 END CASE ； END activ ；,例【 10.1】, CASE 语句病句举例,【例10.2】,10.1.4 LOOP

4、语句,格式： LOOP标号： LOOP 顺序语句 END LOOP LOOP标号 ;,格式： LOOP标号： FOR 循环变量，IN 循环次数范围 LOOP 顺序语句 END LOOP LOOP标号；,见例1,见例2,见例3,1 、单个LOOP语句,2、FOR_LOOP语句,10.15 NEXT 语句-跳出本次循环,1、格式： （1）NEXT； 无条件终止当前的循环，跳回到本次循环LOOP语句处，开始下次循环。 （2）NEXT LOOP标号； - -同（1）。 （3）NEXT LOOP标号 WHEN 条件表达式；- - 条件表达式为TRUE,执行NEXT语句， 进入跳转操作，否则继续向下执行。

5、,2、注意：NEXT语句用于跳出本次循环 且控制内循环的结束. 在多重循环中必加标号。,3、举例,例1,例2,10.1.6 EXIT语句-结束循环状态,1、格式： （1）EXIT； - -结束本次循环 （2）EXIT LOOP标号； - - 同上 （3）EXIT LOOP标号 WHEN 条件表达式；,2、举例,例 1,3、NEXT与 EXIT区别： NEXT语句是转向LOOP语句的起始点。 EXIT 语句是转向LOOP语句的终点。,10.1.7 WAIT语句 - 等待语句,1）格 式: （1）WAIT； - - 功能：将程序挂起，直到满足条件。 (2) WAIT ON 信号表； （3）WAIT

6、 UNTIL 条件表达式； （4）WAIT FOR 时间表达式；,2）举 例,见例1,见例2,【例3】,说明 1 ： 一般只有WAIT_UNTIL格式的等待语句可以被综合器接受(其余语句格式只能在VHDL仿真器中使用) ， WAIT_UNTIL语句三种表达方式： WAIT UNTIL 信号=Value ； - (1) WAIT UNTIL 信号EVENT AND 信号=Value; - (2) WAIT UNTIL NOT 信号STABLE AND 信号=Value; - (3),说明2 ： 对应的硬件结构相同的时钟信号clock上跳沿应用的四条WAIT语句： WAIT UNTIL clock

7、 =1; WAIT UNTIL rising_edge(clock) ; WAIT UNTIL clock =1 AND clockEVENT; WAIT UNTIL NOT clock STABLE AND clock =1 ;,3）说 明,说明3 ： WAIT语句可用于Process 进程中的任何地方，已列出敏感信号的 Process中不能用WAIT语句。,10.1.8 子程序调用语句,1、过程调用 - 就是执行一个给定名字和参数的过程。,1）格式： 过程名(形参名= 实参表达式 ，形参名= 实参表达式) ；,2）一个过程的调用将分别完成以下三个步骤：,（1）将IN和INOUT模式的实参值

8、赋给欲调用的过程中与它们对应的形参； （2）执行这个过程； （3）将过程中IN和INOUT模式的形参值返回给对应的实参。,3）举例, 例1 ,【例2】,2、函数调用,函数调用与过程调用是十分相似的， 不同之处：调用函数将返还一个指定数据类型的值， 函数的参量只能是输入值。,1）格式： FUNCTION 函数名（参数表） RETURN 数据类型; - 函数首 FUNCTION 函数名（参数表） RETURN 数据类型 IS - - 函数体,2）详细内容已讲过,10.1.9 返回语句(RETURN),1）格式： 语句格式一： RETURN; -只用于结束过程，并不返回任何值。 语句格式二： RET

9、URN 表达式； -只用于函数，并返回一个值。,2）举例, 例1 过程调用返回例子, 例2 幻灯片 60函数调用返回例子,10.1.10 空操作语句(NULL),1）语句格式：NULL;,例：CASE Opcode IS WHEN 001 = tmp := rega AND regb ; WHEN 101 = tmp := rega OR regb ; WHEN 110 = tmp := NOT rega ; WHEN OTHERS = NULL ; END CASE ;,3）说明：在上例的CASE语句中，NULL用于排除一些不用的条件。 等同：WHEN OTHERS = tmp := reg

10、a ；,2）举例：,10.2 并行语句, 结构体中的并行语句种类： 1、并行信号赋值语句（Concurrent Signal Assignments）。 2、进程语句(Process Statements)。 3、块语句(Block Statements)。 4、条件信号赋值语句(Selected Signal Assignments)。 5、元件例化语句(Component Instantiations)，其中包括类属 、 配置语句。 6、生成语句(Generate Statements)。 7、并行过程调用语句(Concurrent Procedure Calls)。, 并行语句位置： A

11、RCHITECTURE 结构体名 OF 实体名 IS 说明语句 BEGIN 并行语句 END 结构体名；,10.2.1 并行信号赋值语句,1. 简单信号赋值语句,格式：赋值目标 = 表达式,例： ARCHITECTURE curt OF bc1 IS SIGNAL s1, e, f, g, h : STD_LOGIC ; BEGIN output1 = a AND b ; output2 = c + d ; g = e OR f ; h = e XOR f ; s1 = g ; END curt； 注：例中的五条信号赋值语句的执行是并行发生的。,2. 条件信号赋值语句,赋值目标 = 表达式1

12、WHEN 赋值条件1 ELSE 表达式2 WHEN 赋值条件2 ELSE . 表达式n ；,1）格式：,2）举例：,【例1】 ENTITY mux IS PORT ( a,b,c : IN BIT ; p1,p2 : IN BIT ; z : OUT BIT ); END mux; ARCHITECTURE behv OF mux IS BEGIN z = a WHEN p1 = 1 ELSE b WHEN p2 = 1 ELSE c ; END;,例1的逻辑电路图见 图1,3. 选择信号赋值语句,WITH 选择表达式 SELECT 赋值目标信号 =表达式1 WHEN 选择值1 表达式2 WH

13、EN 选择值2 . 表达式n WHEN 选择值n；,1）格式:,2）举例：例2,例3,10.2.2 块语句结构（BLOCK）,块标号 : BLOCK （块保护表达式） 接口说明 类属说明 BEGIN 并行语句 END BLOCK 块标号 ;,1）格式:,# 标号是必需的； # 在对程序进行仿真时，BLOCK中的语句是并行执行的，与书写顺序无关。 # 一个BLOCK等价于一个结构体。,2）说明:,3）举例:,【例2】,块语句嵌套例子： 【例3】,【 例1】,10.2.3 并行过程调用语句,1）格式：过程名（关联参量名）;,2）举例：,【例1】,【例2】,【例3】,10.2.4 元件例化语句,CO

14、MPONENT 元件名 IS GENERIC （类属表）； - 元件定义（说明）语句 PORT （端口名表）； END COMPONENT 文件名； 例化名 ：元件名 PORT MAP（ 端口名 = 连接端口名，.） ； - - - - 元件例化（调用）语句。,1）格式：,（1） 元件声明语句用于调用已生成的元件,这些元件可能在库中, 也可能是预先编写的元件实体描述.； （2） 元件语句可以在ARCHITECTURE,PACKAGE和BLOCK的说明部分. （3）元件例化中，两层端口名（信号）之间的关系为映射关系:,2）说明：,3） 举例：例1 ,例 2 ，例 3,10.2.5 生成语句,标号

15、： FOR 循环变量 IN 取值范围 GENERATE 说明 BEGIN 并行语句 END GENERATE 标号 ；,2）格式：,标号： IF 条件 GENERATE 说明 Begin 并行语句 END GENERATE 标号 ；,取值范围的语句格式，有两种形式： 表达式 TO 表达式 ; - 递增方式，如1 TO 5 表达式 DOWNTO 表达式 ; -递减方式，如5 DOWNTO 1,3）说明：,1）作用：复制作用，根据某些条件，设定好某一元件或设计单位，就可利用 生成语句复制一组完全相同的并行元件或设计单位。, 生成语句四部分组成：,（2）生成方式,（3）说明部分,（4）并行语句,（1）标号,* 【例1】,* 【例2】,* 【例3】, 举例：,10.2.6 REPORT语句 -报告相关信息语句。 -格式： REPORT ；,10.2.7 断言语句 -时序仿真和程序调试的人机对话。 -格式： ASSERT REPORT SEVERITY,10.3 属性描述与定义语句,可综合属性： LEFT、RIGHT、HIGH、LOW、RANGE、REVERS RANGE、 LENGTH、EVENT及STABLE。