《VHDL语言属性描述课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《VHDL语言属性描述课件（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第七章 VHDL语言属性描述 属性是指关于设计实体、结构体、类型、信号等项目的指定特性。 属性提供了描述特定对象的多个侧面值的手段 信号属性在检测信号变化和建立详细的时域模型时非常重要 为什么要有属性： 电路元件需要时钟信号同步 需要控制信号控制整个电路的行为（进程的执行） 时钟信号与控制信号的使用多种多样 利用属性可以使VHDL源代码更加简明扼要，便于理解,属性,VHDL提供5类预定义属性： 1、数值类属性 2、函数类属性 3、信号类属性 4、数据类型类属性 5、数组范围类属性,7.1.1 常用数据的数值属性 主要用于返回常用数据类型、数组或是块的有关值： 例如：返回数组长度、数据类型的上下
2、界等。 常用数据类型的数值类属性： left：返回一个数据类型或子类型最左边的值。 right：返回一个数据类型或子类型最右边的值。 high：返回一个数据类型或子类型的最大值。 low：返回一个数据类型或子类型的最小值。,7.1 数值类属性,属性规则： 上下限：对数值取最大、最小值；对枚举类型数据下限取左边界值，上限取右边界值；对数组取数组区间的最大最小值。 左右边界：按书写顺序取左边或右边值。 例： SUBTYPE nat IS Natural Range 0 to 255; X:=natHIGH; -x等于255 X:=natLOW; -x等于0 X:=natRIGHT; -x等于255
3、 X:=natLEFT; -x等于0,7.1 数值类属性,PROCESS(a) TYPE bit16 IS Array(15 downto 0) OF std_logic; VARIABLE lef, rig, up, low: NATURAL; BEGIN lef:=bit16LEFT;-15 rig:=bit16RIGHT;-0 up:=bit16HIGH;-15 low:=bit16LOW;-0 END PROCESS; PROCESS(a) TYPE bit16 IS Array(0 to 15) OF std_logic; VARIABLE lef, rig, up, low: NA
4、TURAL; BEGIN lef:=bit16LEFT;-0 rig:=bit16RIGHT;-15 up:=bit16HIGH;-15 low:=bit16LOW;-0 END PROCESS;,7.1 数值类属性,在递增区间 LEFT=LOW RIGHT=HIGH,在递减区间 LEFT=HIGH RIGHT=LOW,例7-1：,例7-2 枚举类型数据数值属性描述 Architecture voltb of volta IS TYPE volt IS (uV,mV,V,kV); SUBTYPE s_volt IS volt RANGE (V DOWNTO mV); SIGNAL S1,S2,
5、S3,S4: VOLT; BEGIN S1=voltHIGH;-kV S2=voltLOW;-uV S3=s_voltLEFT;-V S4=s_voltRIGHT;-mV END voltb;,7.1 数值类属性,7.1.1 数组的数值属性 数组属性只有一个：取数组的长度值。格式： LENGTH(n); 其中n是多维数组的维数；如二维数组n=2; 对一维数组n缺省。 例7-3 一维数组数值属性描述 PROCESS(b) TYPE bit8 IS array (7 downto 0) of bit; TYPE bit31_8 IS array (31 downto 8) of bit; VARI
6、ABLE b1,b2: integer; BEGIN b1:=bit8LENGTH;-b1=8 B2:=BIT31_8LENGTH;-b2=24 END PROCESS,7.1 数值类属性,指属性以函数的形式返回有关数据类型、数组或是信号的信息。 函数类属性使用时以函数表达式的形式出现，属性根据输入的自变量值去执行函数，返回一个相应的值。该返回值可能是数组区间的某一个值，也可能是信号的变化值，或是枚举数据的位置序号等。 函数类属性分三类： 数据类型属性函数 数组类型属性函数 信号属性函数,7.2 函数类属性,7.2 函数类属性,7.2.1 数据类型属性函数 主要用来得到数据类型的各种相关信息，
7、共6种： （1）POS(数据值) -返回数据类型定义中输入的X值的位置序号 （2）VAL(位置序号) -返回输入的位置序号X处的值 （3）SUCC(数据值) -返回数据类型定义中该值的下一个对应值 （4）PRED(数据值) -返回数据类型定义中该值的前一个对应值 （5）LEFTOF(数据值) -返回数据类型定义中该值的左边值 （6）RIGHTOF(数据值) -返回数据类型定义中该值的右边值 对于递增区间： SUCC(x) = RIGHTOF(x) PRED(x) = LEFTOF(x) 对于递减区间： SUCC(x) = LEFTOF(x) PRED(x) = RIGHTOF(x),7.2 函
8、数类属性,例7-4 PACKAGE w_pack IS TYPE week IS (sun, mon, tue, wed, thu, fri, sat); TYPE r_week IS week RANGE sat DOWNTO sun; END w_pack; 求自定义类型的属性： weekSUCC(mon)-得tue weekPRED(mon)-得sun weekLEFTOF(mon)-得sun week RIGHTOF(mon)-得tue r_weekSUCC(mon)-得tue r_weekPRED(mon)-得sun r_weekLEFTOF(mon)-得tue r_week RIG
9、HTOF(mon)-得sun,7.2 函数类属性,7.2.2 数组属性函数 主要用来得到数组的信息。共有4种属性： （1）LEFT (n) -得到n区间的左端边界号 （2）RIGHT(n) -得到n区间的右端边界号 （3）HIGH(n) -得到n区间的高端边界号 （4） LOW(n) -得到n区间的低端边界号 其中n表示数组的区间序号（即维数）。当n=1时可以缺省，默认为一维数组。 在递减区间 LEFT=HIGH RIGHT=LOW 在递增区间 LEFT=LOW RIGHT=HIGH,TYPE matrix IS ARRAY(0 TO 7, 15 DOWNTO 0) OF std_logic；
10、 i = matrix left (1);- i = 0; i = matrix right (1);- i = 7; i = matrix high (1);- i = 7; i = matrix low (1);- i = 0; i = matrix left (2);- i = 15; i = matrix right (2);- i = 0; i = matrix high (2);- i = 15; i = matrix low (2);- i = 0;,7.2 函数类属性,7.2.3 信号类型属性函数 主要用来得到信号的各种行为功能信息：包括信号值的变化、信号变化后经过的时间、变化
11、前的信号值等。共有5种属性： （1）EVENT -当前很短的时间内信号发生了变化，则返回TRUE，否则返回FALSE。 （2）ACTIVE -当前很短的时间内信号活跃，则返回TRUE，否则返回FALSE。 （3）LAST_EVENT -返回信号从前一个事件发生到现在的时间值。 （4）LAST_VALUE -返回信号在最近一个事件发生以前的值 （5）LAST_ACTIVE -返回信号从前一次活跃到现在的时间值,7.2 函数类属性,1 属性函数EVENT和 LAST_VALUE EVENT主要用来检测脉冲信号的正跳变或负跳变边沿，也可以检查信号是否刚发生变化并且正处于某一个电平值。 例7-9 D触
12、发器时钟脉冲上升沿的检测 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity dff IS PORT(d,clk: IN cal_resist std_logic; q: OUT std_logic); end dff ; ARCHITECTURE dff OF dff IS BEGIN PROCESS(clk) BEGIN IF clk=1 AND clkEVENT THEN q = d; END IF; END PROCESS; END dff;,2 属性函数 LAST_ EVENT 例7-10 D触发器建立时间的检测 library iee
13、e; use ieee.std_logic_1164.all; entity dff IS GENERIC(setup_time,hold_time: TIME); PORT(d,clk: IN cal_resist std_logic; q: OUT std_logic); end dff ; ARCHITECTURE dff_behav OF dff IS BEGIN Setup_check:PROCESS(clk) BEGIN IF clkLAST_VALUE =0 AND clkEVENT THEN ASSERT(dLAST_EVENT = setup_time) REPORT “SE
14、TUP VIOLATON” SEVERITY ERROR; END IF;,7.2 函数类属性,END PROCESS; Dff_process: PROCESS(clk) BEGIN IF clkLAST_VALUE=0 AND clkEVENT THEN q = d; END IF; END PROCESS; END dff_behav ;,7.2 函数类属性,根据所加属性的信号去建立一个新的信号，称信号类属性。 信号类属性有4种： DELAYED(t) : t 为时间表达式，该属性将产生一个特别的延迟信号，该信号使主信号按t确定的时间产生附加的延迟。新信号与主信号类型相同。该属性可以用来
15、检查信号的保持时间。 STABLE(t) : 当所加属性的信号在时间t内没有发生变化，则返回true,否则返回false. 该属性中当t=0时可以得到与属性EVENT相反的值。 QUIET(t) : 信号在时间t内不活跃，则返回true,否则返回false。典型应用是用来对中断优先处理机制进行建模。 TRANSACTION: 所加属性的信号活跃时将对所建立的bit数据取反。,7.3 信号类属性,7.3 信号类属性,1 属性 DELAYED(t) 可以用DELAYED(t) 属性的信号建立一个延迟信号附加在该信号上。 例7-11 二输入与门附加延迟的描述,7.3 信号类属性,library ie
16、ee; use ieee.std_logic_1164.all; entity and2 IS GENERIC (a_ipd, b_ipd, c_opd: TIME); PORT(a, b: IN cal_resist std_logic; c: OUT std_logic); end and2 ; ARCHITECTURE int_signals OF and2 IS SIGNAL inta, intb : std_logic; BEGIN inta = TRANSPORT a AFTER a_ipd; intb = TRANSPORT b AFTER b_ipd; c = inta AND intb AFTER c_opd; END int_signals ; ARCHITECTURE attr OF and2 IS BEGIN
