可编程逻辑器件概述 (12).ppt

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1、EDA技术技术4 VHDL入门基础4.1 VHDL基本结构4.2VHDL文字规则4.3VHDL数据对象4.4VHDL数据类型4.5数据类型转换4.6VHDL操作符4.7VHDL预定义属性4.4 VHDL数据类型型 每一个数据对象必须具有确定的惟一的数据类型每一个数据对象必须具有确定的惟一的数据类型只有数据类型相同的量之间才能相互传递和作用。只有数据类型相同的量之间才能相互传递和作用。VHDLVHDL中的数据类型可以分成中的数据类型可以分成4 4类：类：1.1.标量类型（标量类型（Scalar TypeScalar Type）：主要用于描述单个数）：主要用于描述单个数值或枚举状况下的枚举值，是能

2、代表某个数值的数据值或枚举状况下的枚举值，是能代表某个数值的数据类型。包括实数类型、整数类型、布尔类型和物理类类型。包括实数类型、整数类型、布尔类型和物理类型。型。2.2.存取类型（存取类型（Access TypeAccess Type）：即指针类型，为给定）：即指针类型，为给定的数据类型的数据对象提供存取方式。的数据类型的数据对象提供存取方式。3.3.文件类型（文件类型（File TypeFile Type）：用于提供多值存取类型。）：用于提供多值存取类型。4.4.复合类型（复合类型（Composite TypeComposite Type）：提供一个组合值，）：提供一个组合值，是由一个或多

3、个基本数据类型复合而成的数据类型。是由一个或多个基本数据类型复合而成的数据类型。VHDL预定义数据类型1.1.整数（整数（INTEGERINTEGER）类型）类型 在在VHDLVHDL中整数用中整数用3232位的有符号二进制数表示，位的有符号二进制数表示，整整数不能数不能看成矢量进行按位操作。使用整数时，设计者应根据实际需看成矢量进行按位操作。使用整数时，设计者应根据实际需要对整数的范围作一个限定。如要对整数的范围作一个限定。如 CONSTANT a:INTEGER:=8;CONSTANT a:INTEGER:=8;-定义整数型常量定义整数型常量lengthlength，其值为，其值为8 8

4、VARIABLE b:INTEGER RANGE 0 TO 255;VARIABLE b:INTEGER RANGE 0 TO 255;-定义整数型变量定义整数型变量b,b,范围是范围是0 0至至255255 2.2.实数（实数（REALREAL）类型）类型 实数类型也称为浮点类型，定义的数据对象与普通代数实数类型也称为浮点类型，定义的数据对象与普通代数中的实数类似，实数类型一般只能用在中的实数类似，实数类型一般只能用在VHDLVHDL仿真器中，作为仿真器中，作为有符号数处理，有符号数处理，VHDLVHDL综合器不支持实数类型。综合器不支持实数类型。VARIABLE a:REAL:=3.141

5、59;-VARIABLE a:REAL:=3.14159;-定义实数型定义实数型变量变量a a，初值为，初值为3.141593.141593.3.位（位（BITBIT）类型）类型 位类型实际上是一个二值枚举型数据类型，只有两个可位类型实际上是一个二值枚举型数据类型，只有两个可能的取值：能的取值：0 0和和1 1，用于表示逻辑，用于表示逻辑0 0和逻辑和逻辑1 1。4.4.位矢量位矢量(BIT_VECTOR)(BIT_VECTOR)类型类型 位矢量是基于位类型的数据类型，是一个由位类型数据元位矢量是基于位类型的数据类型，是一个由位类型数据元素构成的数组，使用时要注明数组长度（即位矢量的宽度）素构

6、成的数组，使用时要注明数组长度（即位矢量的宽度）和方向。和方向。下面的例子中定义了一个常量下面的例子中定义了一个常量lengthlength，是，是8 8位的标准逻辑位的标准逻辑位矢量：位矢量：CONSTANT length:BIT_VECTOR(0 TO 7);CONSTANT length:BIT_VECTOR(0 TO 7);5.5.字符（字符（CHARACTERCHARACTER）类型）类型 字符类型也是一种枚举值，一般用单引号括起来。字符类型字符类型也是一种枚举值，一般用单引号括起来。字符类型区分大小写，如区分大小写，如AA和和aa不同。如不同。如：VARIABLE temp :CH

7、ARACTER:=a;VARIABLE temp :CHARACTER:=a;6.6.字符串（字符串（STRINGSTRING）类型）类型 字符串类型是由字符类型构成的数组，一般用双引号括起来字符串类型是由字符类型构成的数组，一般用双引号括起来标明。标明。VARIABLE temp:STRING(0 TO 5):=VARIABLE temp:STRING(0 TO 5):=ThanksThanks;8.8.标准逻辑位（标准逻辑位（STD_LOGICSTD_LOGIC）类型）类型 标准逻辑位是对标准位数据类型的扩展，为了与实际数字系标准逻辑位是对标准位数据类型的扩展，为了与实际数字系统可能出现的

8、逻辑状态相对应，定义了统可能出现的逻辑状态相对应，定义了9 9种取值：种取值：U U（未初始化的）（未初始化的）、X X（强未知的）、（强未知的）、0 0（强（强0 0）、）、1 1（强（强1 1）、）、Z Z（高阻）、（高阻）、W W（弱未（弱未知的）、知的）、L L（弱（弱0 0）、）、H H（弱（弱1 1）、）、-（忽略）。（忽略）。7.7.布尔（布尔（BOOLEANBOOLEAN）类型）类型 布尔类型也是一个二值枚举型数据类型，只有两种取布尔类型也是一个二值枚举型数据类型，只有两种取值：值：TRUETRUE（真）和（真）和FALSEFALSE（假）。布尔量不属于数值，因（假）。布尔量不

9、属于数值，因此不能用于算术运算，只能通过关系运算获得，表示逻辑此不能用于算术运算，只能通过关系运算获得，表示逻辑结果或逻辑状态。结果或逻辑状态。9.9.标准逻辑位矢量（标准逻辑位矢量（STD_LOGIC_VECTORSTD_LOGIC_VECTOR）类型）类型 定义在定义在IEEEIEEE库中的库中的STD_LOGIC_1164STD_LOGIC_1164程序包中，因此使用程序包中，因此使用时要先声明这个程序包，另外还要注明数组长度和方向。时要先声明这个程序包，另外还要注明数组长度和方向。下面例子中定义了一个信号下面例子中定义了一个信号b b，是，是8 8位的标准逻辑位矢量：位的标准逻辑位矢量

10、：SIGNAL b:STD_LOGIC_VECTOR SIGNAL b:STD_LOGIC_VECTOR（0 TO 70 TO 7）;谢谢！EDA技术技术教教 材材 ：EDAEDA技术及应用技术及应用，张丽华主编，张丽华主编主要参考书主要参考书 ：EDAEDA技术与技术与VHDLVHDL，潘松主编，潘松主编4 VHDL入门基础4.1 VHDL基本结构4.2VHDL文字规则4.3VHDL数据对象4.4VHDL数据类型4.5数据类型转换4.6VHDL操作符4.7VHDL预定义属性4.5 数据类型转换 关系密切的数据类型：可以采用类型标记直接实现转换关系密切的数据类型：可以采用类型标记直接实现转换非

11、关系密切的数据类型：需要用到转换函数。非关系密切的数据类型：需要用到转换函数。P90 表4-1 VHDL VHDL是强类型语言，对于数据类型的要求非常严格，是强类型语言，对于数据类型的要求非常严格，不同数据类型的数据对象之间不能直接进行运算或赋值等不同数据类型的数据对象之间不能直接进行运算或赋值等操作，即使相同的数据类型，如果数据长度不同也不能直操作，即使相同的数据类型，如果数据长度不同也不能直接进行运算。接进行运算。4.6 VHDL操作符 VHDL VHDL中的表达式是由运算符和各种运算对象连接而成的式中的表达式是由运算符和各种运算对象连接而成的式子，其中运算符也称为操作符，运算对象称为操作

12、数。在子，其中运算符也称为操作符，运算对象称为操作数。在VHDLVHDL语言中主要有语言中主要有3 3类操作符：类操作符：逻辑操作符（逻辑操作符（LOGIC OPERATORLOGIC OPERATOR）关系操作符（关系操作符（RELATION OPERATORRELATION OPERATOR）算术操作符（算术操作符（CONCATENATION OPERATORCONCATENATION OPERATOR）在在VHDLVHDL的表达式中，操作符决定了运算的方式，操作符和的表达式中，操作符决定了运算的方式，操作符和操作数的类型要相匹配。操作数的类型要相匹配。P93 表4-24.7 VHDL预定

13、义属性 VHDL VHDL预定义属性就是从信号、数据类型、子类型或数据块预定义属性就是从信号、数据类型、子类型或数据块等项目中获取的数据信息，可用于对信号或其他项目的多种等项目中获取的数据信息，可用于对信号或其他项目的多种属性检测或统计，例如可以用来检测时钟边沿，完成与断言属性检测或统计，例如可以用来检测时钟边沿，完成与断言语句有关的时序检查，返回未约束数据类型的数据范围信息语句有关的时序检查，返回未约束数据类型的数据范围信息等。等。VHDL VHDL中具有属性的项目有数据类型、子类型、常量、变量、中具有属性的项目有数据类型、子类型、常量、变量、信号、实体、结构体、配置、程序包、函数、过程、元件和信号、实体、结构体、配置、程序包、函数、过程、元件和语句标号等，属性是这些项目的特性。语句标号等，属性是这些项目的特性。谢谢！