1、1,第七講 VHDL語言的對(duì)象,本講知識(shí)點(diǎn)：VHDL文字規(guī)則VHDL的對(duì)象,2,VHDL語言要素,VHDL的文字規(guī)則,與其他計(jì)算機(jī)高級(jí)語言一樣，VHDL也有自己的文字規(guī)則 VHDL文字主要包括數(shù)字和標(biāo)識(shí)符。,1.標(biāo)識(shí)符,標(biāo)識(shí)符主要用來為端口、信號(hào)、變量、子程序、常數(shù)和參數(shù)等命名。,3,有效的字符：包括26個(gè)大小寫英文字母，數(shù)字包括09 以及下劃線“_” 任何標(biāo)識(shí)符必須以英文字母開頭 下劃線“_”的前后必須有英文字母或數(shù)字 標(biāo)識(shí)符中的英語字母不分大小寫 標(biāo)識(shí)符的命名不能與保留字（關(guān)鍵字）相同,其規(guī)則如下：,例： _Decoder_1 , 2FFT, sig_#n ，return,Decoder_

2、1 , FFT, sig_n, Not_ACK,P84 例4-1,4,VHDL93標(biāo)準(zhǔn)在VHDL87基礎(chǔ)上進(jìn)行了擴(kuò)展，為 了便于區(qū)分，將VHDL87標(biāo)準(zhǔn)中的標(biāo)識(shí)符稱為短標(biāo)識(shí) 符，將擴(kuò)展的標(biāo)識(shí)符稱為擴(kuò)展標(biāo)識(shí)符。 擴(kuò)展標(biāo)識(shí)符規(guī)則如：P84,舉例：P84 例4-2,1.標(biāo)識(shí)符（續(xù)）,5,2. 數(shù)字,（1）整數(shù)：整數(shù)都是十進(jìn)制的數(shù) 如： 5，156E2(=15600)，45_234_287 (=45234287),（2）實(shí)數(shù)：實(shí)數(shù)也都是十進(jìn)制的數(shù)，但必須帶有小數(shù)點(diǎn)，如： 88_670_551.453_909(=88670551.453909)，1.0，44.99E-2(=0.4499),6,（3）以數(shù)

3、值基數(shù)表示的數(shù)： 用這種方式表示的數(shù)由五部分組成：基 # 整數(shù) # 指數(shù) 第一部分：用十進(jìn)制數(shù)標(biāo)明數(shù)值進(jìn)位的基數(shù)； 第二部分：數(shù)值隔離符“#”； 第三部分：表達(dá)的數(shù)值； 第四部分：指數(shù)隔離符“#” ； 第五部分：用十進(jìn)制數(shù)表示的指數(shù)部分，若為0可省略不寫。,2. 數(shù)字（續(xù)）,7,例如： 10#17# ;-(表示第三部分為十進(jìn)制數(shù)，等于17) 16#FE#; -(表示第三部分十六進(jìn)制數(shù) ，等于254) 2#1111_1110#;-(表示第三部分為二進(jìn)制數(shù)，等于 254) 8#376#; -(表示第三部分為八進(jìn)制數(shù)，等于254) 16#E#1 ;-(表示十六進(jìn)制數(shù)，等于14161，等于224),8

4、,3. 字符和字符串,（1） 字符是用單引號(hào)括起來的ASC碼 一般情況下VHDL對(duì)字母的大小寫不敏感，但對(duì)字符的大小寫是敏感的， 例：A 和 a 是不同的。 （2） 字符串是用雙引號(hào)括起來的字符序列 在VHDL中字符串常用來作為說明文字出現(xiàn)。 例：“it is time out” , “ ERROR ” ， “Both S and Q equal to 1” 注意：“a” 和 a是不同的,9,B：二進(jìn)制基數(shù)符號(hào)，可以省略 O：八進(jìn)制基數(shù)符號(hào) X：十六進(jìn)制基數(shù)符號(hào)(0F) 采用位串的優(yōu)點(diǎn)是為了增加源代碼的可讀性。,例： B1_1101_1110-二進(jìn)制數(shù)數(shù)組，位矢數(shù)組長度是9 O15 - 八進(jìn)制

5、數(shù)數(shù)組，位矢數(shù)組長度是6,4.位串,位串是用雙引號(hào)括起來的數(shù)字序列，數(shù)字序列前面加上一個(gè)基數(shù)說明符：,10,XAD0 -十六進(jìn)制數(shù)數(shù)組，位矢數(shù)組長度是12 101_010_101_010 - 二進(jìn)制數(shù)數(shù)組，位矢數(shù)組長度是12 0AD0 - 表達(dá)錯(cuò)誤，缺X,4.位串（續(xù)）,11,例：P85 例4-3,注意： 寫程序時(shí)，應(yīng)用關(guān)鍵字時(shí)用大寫，定義的標(biāo)識(shí)符用小寫?；蛘哧P(guān)鍵字用小寫，定義的標(biāo)識(shí)符用大寫，以便于區(qū)分。,12,數(shù)據(jù)對(duì)象(DATA OBJECTS),VHDL是一種硬件描述語言，硬件電路的工作過程實(shí)際上是信號(hào)的傳輸和存儲(chǔ)的過程，所以VHDL最基本的描述對(duì)象是信號(hào)。為了便于描述，還定義了另外三類數(shù)

6、據(jù)對(duì)象：變量、常量和文件。,1. 常量（CONSTANT）,定義：常量也稱常數(shù)，是指在設(shè)計(jì)實(shí)體中不會(huì)發(fā)生 變化的值。 作用：增加了設(shè)計(jì)文件的可讀性和可維護(hù)性。,13,常量定義的一般表述： CONSTANT 常量名：數(shù)據(jù)類型 := 表達(dá)式 ； 例如： CONSTANT a，b ： INTEGER := 2； 例： P85 例4-4,注意：,常量可以在程序包、實(shí)體說明、結(jié)構(gòu)體和進(jìn)程的說明區(qū)域進(jìn)行說明 常量一旦被賦值就不能再改變,14,2. 變量（VARIABLE）,變量主要用于對(duì)暫時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，它不能將信息帶出對(duì)它作出定義的當(dāng)前單元。 定義變量的一般表述： VARIABLE 變量名：數(shù)據(jù)類型 :

7、= 初始值;,常量所賦的值應(yīng)與其所定義的數(shù)據(jù)類型一致，否則出錯(cuò) 常量的使用范圍取決于它被定義的位置。,15,例：VARIABLE a : STD_LOGIC; VARIABLE b ,c : INTEGER := 2; VARIABLE count1,count2,count3 : INTEGER range 0 to 255 := 0 ; 例中定義a為標(biāo)準(zhǔn)邏輯位變量，b,c為整數(shù)型變量，初始值為2等。 變量也可以被連續(xù)地進(jìn)行賦值，變量的賦值采用的符號(hào)是 “:=”，例2，3中的變量已賦給了初始值。,16,變量賦值格式：變量名 := 表達(dá)式； 例：a := “1010101” ; -位矢量賦值

8、b := 0 ; -位賦值 x := 100.0 ; -實(shí)數(shù)賦值,注意： （1）賦值語句右邊的表達(dá)式必須是一個(gè)與目標(biāo)變量具有相同數(shù)據(jù)類型的數(shù)值。 （2）變量是一個(gè)局部量，只能在進(jìn)程和子程序中使用。,17,（3）變量的賦值是一種理想化的數(shù)據(jù)傳輸，是立即發(fā)生的，不存在任何延時(shí)的行為，不能用于硬件連線。 （4）如果將變量用于進(jìn)程之外，必須將它賦給一個(gè)相同類型的信號(hào)，即進(jìn)程之間傳遞數(shù)據(jù)靠的是信號(hào)。 P86 例4-6,18,3. 信號(hào)（SIGNAL）,信號(hào)是描述硬件系統(tǒng)的基本數(shù)據(jù)對(duì)象，代表電路內(nèi)部各元件之間的連接線，是實(shí)體間動(dòng)態(tài)交換數(shù)據(jù)的手段。 信號(hào)定義語句格式： SIGNAL 信號(hào)名： 數(shù)據(jù)類型 :=

9、 初始值 ；,19,例：SIGNAL clk : std_logic := 0; SIGNAL a : integer range 0 to 15; SIGNAL data : std_logic_vector(15 downto 0); 信號(hào)的初始值不是必須的，而且僅在VHDL的行為仿真中有效； 信號(hào)的使用和定義范圍是實(shí)體、結(jié)構(gòu)體和程序包。,20,信號(hào)賦值采用如下格式: 信號(hào)名 = 表達(dá)式； 例： x = 9; y = x;,說明： 同一信號(hào)不能在兩個(gè)進(jìn)程中賦值。 在同一進(jìn)程中，可以允許多次對(duì)同一信號(hào)賦值。即在同一進(jìn)程中存在多個(gè)同名的信號(hào)被賦值。但是因?yàn)樾盘?hào)的賦值是有延時(shí)的，其結(jié)果只是最后的

10、賦值語句被啟動(dòng)。,21, SIGNAL a,b,c,y,z: integer ; PROCESS(a,b,c ) BEGIN y = a*b; - 不對(duì)y進(jìn)行賦值 z = c-y; y = b; - y的最后賦值 END PROCESS; ,22,信號(hào)與變量賦值語句功能的比較,變量VARIABLE 基本用法：在進(jìn)程中作為局部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元使用 適用范圍：只能在所定義的進(jìn)程或子程序中使用 行為特性：賦值是沒有延遲的 在進(jìn)程中是立即賦值 賦值符號(hào)：用“：=”表示,23,信號(hào)SIGNAL 基本用法：在電路中作為信號(hào)連線使用 適用范圍：在整個(gè)結(jié)構(gòu)體內(nèi)的任何地方都能適用 行為特性：賦值具有一定的延遲 在進(jìn)程中，只在進(jìn)程的最后才對(duì)信號(hào)賦值 代入符號(hào)：用“=“ 表示 注：初始賦值時(shí)仍采用”：=“，且不可附加延時(shí)。,24,label1:process variable a,b:integer; begin wait until clk = 1; a:=10; b:=20; a:=b; b:=