第二章VHDL语言元素.ppt

《第二章VHDL语言元素.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章VHDL语言元素2.1VHDL语言的客体2.2VHDL语言的数据类型2.3VHDL数据类型转换2.4VHDL词法规则与标识符总目录章目录第一节第二节第三节第四节2.1VHDL语言的客体VHDL语言中，可以赋予一个质的对象就称为客体。客体主要包括以下三种：变量（VARIABLE）、常量（CONSTANT）、信号（SIGNAL）。2.1.1常量（CONSTANT）(常数)定义一个常数主要是为了使设计实体中的某些量易于阅读和修改。常数说明就是对某一常数名赋予一个固定的值。通常在程序开始前进行赋值，该值的数据类型在说明语句中说明。章目录第一节第二节

2、第三节第四节总目录例如：CONSTANTVcc:REAL:=5.0;CONSTANTFbus:BIT_VECTOR:=“1011”；CONSTANTDelay:TIME:=10ns；注:常量是一个恒定不变的值，一旦做了数据类型和赋值定义，它在程序中就不能再改变。常数说明语句格式为：CONSTANT常数名：数据类型:=表达式；章目录第一节第二节第三节第四节总目录变量只能在进程和子程序中用，是一个局部量，不能将信息带出对它做出定义的当前设计单元。与信号不同，变量的赋值是理想化数据传输，其赋值是立即生效的，不存在任何的延时行为。变量定义语句的格式为：V

3、ARIABLE变量名:数据类型:约束条件:=初始值；例如：VARIABLEn:INTEGERRANGE0TO15:=2;VARIABLEa:INTEGER;2.1.2变量（VARIABLE）章目录第一节第二节第三节第四节总目录变量赋值语句的格式为：目标变量名:=表达式；赋值语句“:=”右边的表达式必须与目标变量具有相同的数据类型，这个表达式可以是一个运算表达式也可以是一个数值。变量赋值语句左边的目标变量可以是单值变量，也可以是变量的集合。例如定义变量：VARIABLEa，b:=REAL；VARIABLEx，y:=BIT_VECTOR（0TO7）；

4、章目录第一节第二节第三节第四节总目录信号是电子电路内部硬件连接的抽象。它可以作为设计实体中的并行语句模块间交流信息的通道。信号及其相关的延时语句明显地体现了硬件系统的特征。信号定义语句的格式为：SIGNAL信号名：数据类型：约束条件:=表达式；例如：SIGNALgnd：BIT:=‘0’；SIGNALdata：STD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0);2.1.3信号（SIGNAL）章目录第一节第二节第三节第四节总目录信号赋值语句表达式为：目标信号名<=表达式；符号“<=”表示赋值操作，即将数据信息传入。数据信息传入时可以设置延时过程，这

5、与器件的实际传播延时十分接近。因此信号值的代入采用“<=”代入符，而不是像变量赋值时那样用“:＝”。但信号定义时初始赋值符号“:＝”，即仿真的时间坐标是从赋初始值开始的。章目录第一节第二节第三节第四节总目录注意:变量和信号都必须先定义,后赋值。注意赋值符“<=”和“:＝”的差别。信号赋值语句举例：x<=y;a<=‘1’；s1<=s2AFTER10ns；信号与变量的区别：信号和变量是VHDL中重要的客体，他们之间的主要区别有：(1)信号赋值至少要有δ延时；而变量赋值没有。章目录第一节第二节第三节第四节总目录(2)信号除当前值外有许多相关的信息，如历

6、史信息和投影波形；而变量只有当前值。(3)进程对信号敏感而不对变量敏感。(4)信号可以是多个进程的全局信号；而变量只在定义他们的顺序域可见（共享变量除外）。(5)信号是硬件中连线的抽象描述，他们的功能是保存变化的数据值和连接子元件，信号在元件的端口连接元件。变量在硬件中没有类似的对应关系，他们用于硬件特性的高层次建模所需要的计算中。章目录第一节第二节第三节第四节总目录2.2VHDL语言的数据类型在对VHDL的客体进行定义时，都要指定其数据类型。VHDL有多种标准的数据类型，并且允许用户自定义数据类型。在VHDL语言语义约束中，对类型的要求反映在赋

7、值语句的目标与源的一致，表达式中操作的一致，子类型中约束与类型的一致等许多方面。2.2.1VHDL中预定义的数据类型（编程者可直接使用）预定义类型在VHDL标准程序包STANDARD中定义，在应用中自动包含进VHDL的源文件，不需要USE语句显示调用。章目录第一节第二节第三节第四节总目录1.整数（INTEGER）整数与数学中整数的定义相似，可以使用预定义运算操作符，如加“＋”、减“－”、乘“×”、除“÷”进行算术运算。在VHDL语言中，整数的表示范围为－2147483647～2147483647，即从－(231－1)到(231－1)。2.实数（R

8、EAL）在进行算法研究或实验时，作为对硬件方案的抽象手段，常常采用实数四则运算。实数的定义值范围为－1.0E+38～+1.0E+38。实