1、PART 5 SUBPROGRAM,子程序由一組順序語句組成，是為了在程序中重復(fù)使用而設(shè)立的。 子程序不是一個(gè)獨(dú)立的編譯單位，只能置于實(shí)體或程序包中， 在結(jié)構(gòu)體中定義的子程序?qū)τ谠摻Y(jié)構(gòu)體來說是局部的，即不能被其它設(shè)計(jì)層次的結(jié)構(gòu)體調(diào)用。如果要在其它結(jié)構(gòu)體中調(diào)用同一個(gè)子程序，就需要把子程序定義到程序包中。,VHDL中的子程序有兩類： 過程（PROCEDURE）：過程通過其接口返回0個(gè)或多個(gè)值。 函數(shù)(FUNCTION)：函數(shù)直接返回單個(gè)值。 子程序包含兩部分：即子程序聲明和主體部分。 在程序包中聲明子程序時(shí)，子程序聲明必須要在程序包聲明中，子程序主體必須要在程序包體中。,一、函數(shù)的定義與引用,函數(shù)

2、語句的作用是輸入若干參數(shù)，通過函數(shù)運(yùn)算求值，最后返回直接一個(gè)值。 函數(shù)語句的格式為： FUNCTION 函數(shù)名 (參數(shù)表) RETURN 數(shù)據(jù)類型； -函數(shù)首 FUNCTION 函數(shù)名 (參數(shù)表) RETURN 數(shù)據(jù)類型 IS -函數(shù)體 子程序聲明部分； BEGIN 順序語句； END 函數(shù)名；,函數(shù)首是程序包與函數(shù)的接口界面。如果要將一個(gè)函數(shù)組織成程序包入庫，則必須定義函數(shù)首，且函數(shù)首應(yīng)放在程序包的說明部分，而函數(shù)體應(yīng)放在程序包的包體內(nèi)。如果只在一個(gè)結(jié)構(gòu)體中定義并調(diào)用函數(shù)，則只需定義函數(shù)體即可。 其中：參數(shù)表中為參數(shù)名、參數(shù)類別及數(shù)據(jù)類型，函數(shù)的參數(shù)為信號(hào)或常數(shù)，默認(rèn)情況為常數(shù)；在RETUR

3、N后面的數(shù)據(jù)類型為函數(shù)返回值的類型；子程序聲明項(xiàng)用來說明函數(shù)體內(nèi)引用的對(duì)象和過程；順序語句就是函數(shù)體，用來定義函數(shù)的功能。,LIBRARY ieee; USE ieee.std_logic_1164.ALL; ENTITY fun IS PORT (A: IN std_logic _Vector(0 TO 2); M : OUT std_logic _Vector(0 TO 2); END fun; ARCHITECTURE art OF fun IS FUNCTION sam (X,Y,Z: BIT) RETURN BIT IS BEGIN RETURN(X AND Y) OR Z; END

4、 sam;,函數(shù)應(yīng)用實(shí)例,BEGIN PROCESS(A) BEGIN M(0)=sam(A(0), A(1), A(2); M(1)=sam(A(2), A(0), A(1); M(2) b THEN RETURN a; ELSE RETURN b; END IF; END FUNCTION max; -結(jié)束FUNCTION語句 END; -結(jié)束PACKAGE BODY語句,LIBRARY IEEE; - 函數(shù)應(yīng)用實(shí)例 USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE WORK.packexp.ALL ; ENTITY axamp IS PORT(dat1,dat2 : IN

5、 STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); dat3,dat4 : IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); out1,out2 : OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0) ); END; ARCHITECTURE bhv OF axamp IS BEGIN out1 = max(dat1,dat2); -用在賦值語句中的并行函數(shù)調(diào)用語句 PROCESS(dat3,dat4) BEGIN out2 = max(dat3,dat4); -順序函數(shù)調(diào)用語句 END PROCESS; END;,二、過程的定義與引用,過程的作用是傳遞

6、信息，即通過參數(shù)進(jìn)行內(nèi)外的信息傳遞。其中參數(shù)需說明（信號(hào)、變量及常量）類別、類型及傳遞方向。 過程定義的格式為： PROCEDURE 過程名 (參數(shù)聲明) IS 子程序聲明部分； BEGIN 順序語句； END PROCEDURE 過程名 ； 其中：參數(shù)聲明指明了輸入、輸出端口的數(shù)目和類型。參數(shù)聲明的語法格式為：參數(shù)名：方式 方式參數(shù)類型有inoutinoutbuffer 等四種。,在PROCEDURE結(jié)構(gòu)中，參數(shù)可以是輸入也可以是輸出。在沒有特別指定的情況下，“IN”作為常數(shù)；而“OUT”和“INOUT”則看作“變量”進(jìn)行拷貝。 在過程語句執(zhí)行結(jié)束后，如沒有特別說明，輸出和輸入輸出參數(shù)將按變

7、量對(duì)待將值傳遞給調(diào)用者的變量。如果調(diào)用者需要輸出和輸入輸出作為信號(hào)使用，則在過程參數(shù)定義時(shí)要指明是信號(hào)。 例如：PROCEDURE shift (din: IN STD_LOGIC_VECTOR; SIGNAL dou: OUT STD_LOGIC_VECTOR; q: INOUT INTEGER) IS BEGIN . . . END shift;,過程的調(diào)用是一條語句，調(diào)用時(shí)通過其接口返回0個(gè)或多個(gè)值。 根據(jù)環(huán)境的不同，過程調(diào)用有兩種方式，即順序語句方式和并行語句方式。在一般的順序語句自然執(zhí)行過程中，一個(gè)過程被執(zhí)行，則屬于順序語句方式；當(dāng)某個(gè)過程處于并行語句環(huán)境中時(shí)，其過程體中定義的任一I

8、N或INOUT的目標(biāo)參量發(fā)生改變時(shí)，將啟動(dòng)過程的調(diào)用，這時(shí)的調(diào)用屬于并行語句方式。,過程的調(diào)用,LIBRARY ieee; USE ieee.std_logic_1164.ALL; ENTITY fun IS PORT (A: IN std_logic _Vector(0 TO 2); M : OUT std_logic _Vector(0 TO 2); END fun; ARCHITECTURE art1 OF fun IS PROCEDURE sam1 (X,Y,Z: IN BIT； N：OUT BIT) IS BEGIN N：=(X AND Y) OR Z; END sam1;,過程應(yīng)用

9、實(shí)例,BEGIN sam1(A(0), A(1), A(2), N(0); sam1(A(2), A(0), A(1), N(1); sam1(A(1), A(2), A(0), N(2); M(0)= N(0); -等效于：M RETURN 0; WHEN Z= RETURN Z; END CASE; END invert; END logic;,PACKAGE fun IS SUBTYPE SEGMENT IS BIT _Vector （0 to 6）； TYPE BCD IS Integer RANGE 0 to 9； END fun; ENTITY DECODER IS PORT （I

10、NPUT: IN BCD; DRIVE : OUT SEGMENT）; END DECODER ; ARCHITECTURE art OF DECODER IS BEGIN WITH INPUT SELECT,例：在現(xiàn)行WORK庫中定義程序包并立即 使用實(shí)例。,DRIVE=B “1111110” WHEN 0， B “0110000” WHEN 1， B “1101101” WHEN 2， B “1111001” WHEN 3， B “0110011” WHEN 4， B “1011011” WHEN 5， B “1011111” WHEN 6， B “1110000” WHEN 7， B “

11、1111111” WHEN 8， B “1111011” WHEN 9， B “0000000” WHEN OTHERS； END art;,三、配置,配置語句描述了層與層之間的連接關(guān)系，以及實(shí)體與構(gòu)造體之間的連接關(guān)系。設(shè)計(jì)者可以利用配置語句選擇不同的構(gòu)造體，使其與要設(shè)計(jì)的實(shí)體相對(duì)應(yīng)；在仿真某一個(gè)實(shí)體時(shí)，可以利用配置選擇不同的構(gòu)造體進(jìn)行性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)，以得到性能最佳的構(gòu)造體。,配置的基本格式為： CONFIGURATION 配置名 OF 實(shí)體名 IS 配置說明； END 配置名；,這種配置用于選擇不包含塊（BLOCK）和元件(COMPONENTS) 的構(gòu)造體。在配置語句中只包含有實(shí)體所選配的構(gòu)造

12、體名，其它什么都沒有。,配置語句根據(jù)不同情況，其說明語句有簡有繁。最簡單的缺省配置格式為：,CONFIGURATION 配置名 OF 實(shí)體名 IS FOR 選配結(jié)構(gòu)體名 END FOR; END 配置名;,例：加入了配置的4位等值比較器設(shè)計(jì)文件 LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY comp4 IS PORT(a, b: IN STD_LOGIC_VECTOR(3 downto 0); y: OUT STD_LOGIC); END comp4;,-結(jié)構(gòu)體 1： ARCHITECTURE behavior OF comp4 IS BE

13、GIN Comp: PROCESS(a, b) BEGIN IF a=b THEN y=1; ELSE y=0; END IF; END PROCESS comp; END behavior; -結(jié)構(gòu)體 2： ARCHITECTURE dataflow OF comp4 IS BEGIN y=1 WHEN(a=b) ELSE 0; END dataflow;,-結(jié)構(gòu)體 3： ARCHITECTURE structural OF comp4 IS COMPONENT xnor2 PORT(in1, in2: IN STD_LOGIC; Out: OUT STD_LOGIC); END COMPONENT; COMPONENT and4 PORT(in1, in2, in3, in4: IN STD_LOGIC; Out: OUT STD-LOGIC); END COMPONENT; SIGNAL s: STD_LOGIC_VECTOR(0 to 3); BEGIN u0: xnor2 PORT MAP(a(0),b(0),s(0)； u1: xnor2 PORT MAP(a(1),b(1),s(1)； u