VHDL設計中信號與變量問題的研究
在VHDL程序設計中,可以充分利用信號或變量的系統(tǒng)默認值,來靈活實現(xiàn)設計目標。本文從應用的角度舉例說明了VHDL設計中信號與變量的區(qū)別,以及正確的使用方法,并介紹了為信號或變量賦予初始值的技巧。
概述
隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展,用傳統(tǒng)的方法進行芯片或系統(tǒng)設計已不能滿足要求,迫切需要提高設計效率,因此能大大降低設計難度的VHDL設計方法被越來越廣泛地采用。用VHDL語言設計系統(tǒng)的主要方法是:設計者根據(jù)VHDL的語法規(guī)則,對系統(tǒng)目標的邏輯行為進行描述,然后通過綜合工具進行電路結(jié)構(gòu)的綜合、編譯、優(yōu)化,通過仿真工具進行邏輯功能仿真和系統(tǒng)時延的仿真,最后把設計的程序下載到芯片中,成功地實現(xiàn)系統(tǒng)功能。
在VHDL設計中,最常用的數(shù)據(jù)對象主要有三種:信號(signal)、變量(variable)和常數(shù)(constant)。信號是電子電路內(nèi)部硬件連接的抽象。它除了沒有數(shù)據(jù)流動方向說明以外,其他性質(zhì)幾乎和“端口”一樣;信號是一個全局量,它可以用來進行進程之間的通信。變量只能在進程語句、函數(shù)語句和過程語句結(jié)構(gòu)中使用,是一個局部量。
在VHDL語言中,對信號賦值是按仿真時間進行的,到了規(guī)定的仿真時間才進行賦值,而變量的賦值是立即發(fā)生的。下面的例子是從賦初值的角度說明信號與變量的這種區(qū)別的。
例如用VHDL語言實現(xiàn)初值為A的十六進制的16個數(shù)的循環(huán)顯示。
對于如此的設計要求,如果用變量實現(xiàn),則VHDL程序如下。
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