VHDL語言應(yīng)用實例指導(dǎo)

VHDL中的標(biāo)識符可以是常數(shù)、變量、信號、端口、子程序或參數(shù)的名字。使用標(biāo)識符要遵守如下法則：

·標(biāo)識符由字母（A…Z；a…z）、數(shù)字和下劃線字符組成。

·任何標(biāo)識符必須以英文字母開頭。

·末字符不能為下劃線。

·不允許出現(xiàn)兩個連續(xù)下劃線。

·標(biāo)識符中不區(qū)分大小寫字母。

·VHDL定義的保留子或稱關(guān)鍵字，不能用作標(biāo)識符。

·VHDL中的注釋由兩個連續(xù)的短線（--）開始，直到行尾。

以下是非法標(biāo)識符：
-Decoder —起始不能為非英文字母
3DOP —起始不能為數(shù)字
Large#number —“#”不能成為標(biāo)識符的構(gòu)成符號
Data__bus —不能有雙下劃線
Copper_ —最后字符不能為下劃線
On —關(guān)鍵字不能用作標(biāo)識符。

注：在AHDL語言中標(biāo)識符要區(qū)分大小寫，但在VHDL語言中不區(qū)分大小寫。所以寫程序時，一定要養(yǎng)成良好的書寫習(xí)慣，應(yīng)用關(guān)鍵字時用大寫，自己定義的標(biāo)識符用小寫。

標(biāo)識符表示的幾種數(shù)據(jù)對象的詳細(xì)說明如下：

1) 常數(shù)（Constant ）

常數(shù)是一個固定的值，主要是為了使設(shè)計實體中的常數(shù)更容易閱讀和修改。常數(shù)一被賦值就不能在改變。一般格式：

CONSTANT 常數(shù)名：數(shù)據(jù)類型：=表達式；
例：CONSTANT Vcc: REAL: =5.0;
—設(shè)計實體的電源電壓指定

常數(shù)所賦得值應(yīng)與定義的數(shù)據(jù)類型一致。

常量的使用范圍取決于它被定義的位置。程序包中定義的常量具有最大的全局化特性，可以用在調(diào)用此程序包的所有設(shè)計實體中；設(shè)計實體中某一結(jié)構(gòu)體中定義的常量只能用于此結(jié)構(gòu)體；結(jié)構(gòu)體中某一單元定義的常量，如一個進程中，這個常量只能用在這一進程中。

2) 變量（Variable）

變量是一個局部變量，它只能在進程語句、函數(shù)語句和進程語句結(jié)構(gòu)中使用。用作局部數(shù)據(jù)存儲。在仿真過程中。它不像信號那樣，到了規(guī)定的仿真時間才進行賦值，變量的賦值是立即生效的。變量常用在實現(xiàn)某種算法的賦值語句中。

一般格式：

VARIABLE 變量名 數(shù)據(jù)類型 約束條件：=表達式；
例：VARIABLE x,y:INTEGER; —定義x,y為整數(shù)變量
VARIABLE count: INTEGER RANGE0 TO255:=10; —定義計數(shù)變量范圍

變量的適用范圍僅限于定義了變量的進程或子程序中。若將變量用于進程之外，必須該值賦給一個相同的類型的信號，即進程之間傳遞數(shù)據(jù)靠的信號。

變量賦值語句的語法格式如下：
目標(biāo)變量：=表達式；

變量賦值符號是“：=”。賦值語句右方的表達式必須是一個與目標(biāo)變量有相同數(shù)據(jù)類型的數(shù)值。變量不能用于硬件連線和存儲元件。

3) 信號（Signal）

信號是描述硬件系統(tǒng)的基本數(shù)據(jù)對象，它類似于連接線，它除了沒有數(shù)據(jù)流動方向說明以外，其它性質(zhì)與實體的端口（Port）概念一致。變量的值可以傳遞給信號，而信號的值不能傳遞給變量。信號通常在構(gòu)造體、包集合和實體中說明。信號說明格式為：

SIGNAL 信號名： 數(shù)據(jù)類型；

信號初始值的設(shè)置不是必需的，而且初始值僅在VHDL的行為仿真中有效。

1． 變量

變量只能在進程、函數(shù)和過程中使用，一旦賦值立即生效。
例：VARIABLE x, y: INTEGER;
VARIABLE count: INTEGER RANGE 0 TO 255:=10;

2． 信號

信號除了沒有方向的概念以外幾乎和端口概念一致。
例：SIGNAL sys_clk: BIT:=’0’;
SIGNAL ground: BIT:=’0’

在程序中，信號值輸入信號時采用代入符”=”，而不是賦值符“：=”，同時信號可以附加延時。

信號傳送語句：
s1=s2 AFTER 10ns

信號是一個全局量，可以用來進行進程之間的通信

3． 信號與變量的區(qū)別：

信號賦值可以有延遲時間，變量賦值無時間延遲；

信號除當(dāng)前值外還有許多相關(guān)值，如歷史信息等，變量只有當(dāng)前值；

進程對信號敏感，對變量不敏感；

信號可以是多個進程的全局信號，但變量只在定義它之后的順序域可見；

信號可以看作硬件的一根連線，但變量無此對應(yīng)關(guān)系。

例：ENTITY reg1 IS
PORT ( d : in BIT;
clk : in BIT;
q : out BIT);
END reg1;
ARCHITECTURE reg1 OF reg1 IS
SIGNAL a, b : BIT;
BEGIN
PROCESS (clk)
BEGIN
IF clk='1' AND clk’event THEN
a = d;
b = a;
q = b;
END IF;
END PROCESS;
END reg1;

ENTITY reg1 IS
PORT ( d : in BIT;
clk : in BIT;
q : out BIT);
END reg1;
ARCHITECTURE reg1 OF reg1 IS
BEGIN
PROCESS (clk)
VARIABLE a, b : BIT;
BEGIN
IF clk='1' AND clk’event THEN
a := d;
b := a;
q = b;
END IF;
END PROCESS;
END reg1;