VHDL数字电路设计教程第10讲 函数和过程.ppt

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1、第11章函数和过程函数(function)和过程(procedure)统称为子程序(subprogram)。子程序与进程的相同点：内部包含的都是顺序描述代码，使用相同的顺序描述语句，如if,case和loop(wait语句除外)。子程序与进程语句的区别：在使用目的上：进程可以直接在主代码中使用；而子程序一般在建库时使用，以便代码重用和代码共享。当然子程序也是可以在主代码中直接建立和使用的。在使用方法上：1、子程序不能从结构体的其余部分直接读写信号，所有通信都是通过子程序的接口来完成的；进程可以直接读写结构体内的其它信号。2、子程序中不允许使用wait语句。1子程序的存放位

2、置：Package、Architecture、Process子程序与硬件规模：与普通软件中子程序调用的区别：普通软件子程序调用增加处理时间；VHDL中每调用一次子程序，其综合后都将对应一个相应的电路模块。子程序调用次数与综合后的电路规模成正比。设计中应严格控制子程序调用次数。知识点补充(1)：2子程序的类型：过程（Procedure）：0个或多个in、inout、或out参数。可获得多个返回值。函数（Function）：0个或多个in参数，一个return值。只能获得一个返回值。过程可作为一种独立的语句结构而单独存在，函数通常作为表达式的一部分来调用。子程序包含两部分：子

3、程序声明和子程序主体。知识点补充(2)：3每次调用子程序时，都要首先对其进行初始化，即一次执行结束后再调用需再次初始化。因此，子程序内部的值是不能保持的。知识点补充(3)：411.1函数(function)一个函数就是一段顺序描述的代码。对于一些经常遇到的具有共性的设计问题，如数据类型转换、算术运算等，希望将其功能实现的代码被共享和重用，使主代码简洁并易于理解---函数。注意：由于在于每次调用函数时，都要首先对其进行初始化，即一次执行结束后再调用需再次初始化，即函数内部的值是不能保持的，因此在函数中禁止进行信号声明和元件实例化。函数的使用过程：先创建函数，再调用函数。5函

4、数的创建：Function函数名[<参数列表>]return数据类型IS[声明]BEGIN(顺序描述代码)END函数名；<(输入)参数列表>=[constant]常量名：常量类型；<(输入)参数列表>=SIGNAL信号名：信号类型；参数列表指明函数的输入参数：输入参数的个数是任意的，也可以没有参数；输入参数的类型：变量不能作为参数，可以是常量和信号，语法如下：6在VHDL语言中，FUNCTION语句只能计算数值，不能改变其参数的值，所以其参数的模式只能是IN，通常可以省略不写。FUNCTION的输入值由调用者拷贝到输入参数中，如果没有特别指定，在FUNCTION语句中按常

5、数或信号处理。因此输入参数不能为变量类型。另外，由于FUNCTION的输入值由调用者拷贝到输入参数中，因此输入参数不能指定取值范围。7函数的输出：使用RETURN语句，语法结构如下：return[表达式]；return语句只能用于子程序（函数或过程）中，并用来终止一个子程序的执行。当用于函数时，必须返回一个值。返回值的类型由return后面的数据类型指定。8创建一个函数的例子：创建名为f1的函数，有3个输入参数a,b,c，其中a,b是常量（关键字constant可以省略），c为信号。输出参数（只能有一个），是boolean类型的。functionf1(a,b:intege

6、r;signalc:std_logic_vector)returnbooleanISBEGIN(顺序描述代码)ENDf1；不能指定范围不能有变量类型9函数的调用：函数可以单独构成表达式，也可以作为表达式的一部分被调用。例：x<=conv_integer(a);--单独构成表达式；ifx>max(a,b)....--表达式的一部分；10例11.1：positive_edge（）函数时钟上升沿检测函数，可用于D触发器的设计：---------------函数的创建-------------------functionpositive_edge(signals:std_logi

7、c)returnbooleanisbeginreturn(s’eventands=‘1’);endpositive_edge;----------------函数的调用---------------........ifpositive_edge(clk)then....11例11.2：conv_integer（）函数,将std_logic_vector类型的数据转换为integer类型，可处理任意宽度和方向的输入矢量：---------------函数的创建-------------------functionconv_int