华北电力大学科技学院电子设计自动化课件6VHDL词法.ppt

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1、第第6章章VHDL词法词法6.1 VHDL 基本常基本常识识6.2 VHDL标标示符示符6.3 VHDL 数据数据类类型型6.4 VHDL 数据数据对对象象6.5 VHDL运算符运算符6.1 VHDL 的基本常识1.VHDL中的英文字母不区分大小写。中的英文字母不区分大小写。2.VHDL中区分大小写的中区分大小写的场场合有：合有：用用单单引号括起来的字符引号括起来的字符 用双引号括起来的字符串用双引号括起来的字符串 扩扩展展标标示符示符3.VHDL 中的注中的注释释符号符号为为2个个连续连续的的-，即，即-。6.2 VHDL 标示符 标示符用来定义一个事物的名称以便同其他标示符用来定义一个事物

2、的名称以便同其他事物区分开来。事物区分开来。VHDL 定定义义了两种了两种标标示符：示符：1）基本基本标标示符示符 2）扩扩展展标标示符示符。6.2 VHDL 标示符1）基本标示符）基本标示符基本基本标标示符的命名示符的命名规则规则有：有：合法字符有合法字符有3类类：英文字母、数字和下划：英文字母、数字和下划线线 最前面最前面应该应该是英文字母是英文字母 不能不能连续连续使用下划使用下划线线 不能用下划不能用下划线结线结束束 不能使用不能使用VHDL的关的关键键字字/保留字保留字6.2 VHDL 标示符1）基本标示符）基本标示符基本标示符使用错误情况举例：基本标示符使用错误情况举例：SIGNA

3、L a_bus：STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)；SIGNAL 302_bus：-数字开头的名字是错误的数字开头的名字是错误的SIGNAL b_bus：-符号不能作为名称的字母符号不能作为名称的字母,是错误的是错误的SIGNAL a_bus：.-_符号在名称中不能连着使用符号在名称中不能连着使用,故是错误的故是错误的SIGNAL b_bu8_：-_符号不能在名称最后使用符号不能在名称最后使用,故是错误的故是错误的2）扩展标示符）扩展标示符扩展标示符的命名规则有：扩展标示符的命名规则有：标标示符的首尾要加反斜杠示符的首尾要加反斜杠“”来限定。来限定。比如比如VHDL 允允

4、许许使用使用ASCII码码中的任意字符和中的任意字符和图图形符号。形符号。比如比如%、对对字符的字符的顺顺序没有限制，允序没有限制，允许许使用保留字。使用保留字。比如比如234abc、library 用双反斜杠用双反斜杠“”表示表示标标示符中的反斜杆字符示符中的反斜杆字符“”。比如比如1005=20 区分大小写。区分大小写。比如比如ABC与与Abc代表不同的代表不同的扩扩展展标标示符示符 扩扩展展标标示符和基本示符和基本标标示符不同。示符不同。比如比如ABC与与ABC不同不同6.2 VHDL 标示符标示符6.3 VHDL数据类型数据类型VHDL提供了多种标准的数据类型提供了多种标准的数据类型用

5、户可以自定义数据类型用户可以自定义数据类型VHDL是强类型语言是强类型语言不同类型之间的数据不能直接代入不同类型之间的数据不能直接代入同类型但不同位长不能直接代入同类型但不同位长不能直接代入6.3 VHDL数据类型数据类型VHDL语语言的数据言的数据类类型主要有型主要有4类类：（1）标标量量类类型（型（Scalar Type）（2）复合复合类类型（型（Composite Type）（3）存取存取类类型（型（Access Type）（4）文件文件类类型（型（File Type）6.3 VHDL数据类型数据类型（1）标标量量类类型（型（Scalar Type）标量类型标量类型枚枚举类举类型（型（E

6、numeration Type）整数整数类类型（型（Integer Type）浮点浮点类类型（型（Floating Point Type）物理物理类类型（型（Physical Type）离散离散类类型型（Discrete Type）数数值类值类型型（Numeric Type）6.3 VHDL数据类型数据类型（2）复合复合类类型（型（Composite Type）复合类型复合类型数数组类组类型（型（Array Type）记录类记录类型（型（Record Type）6.3 VHDL数据类型数据类型 VHDL在包集合在包集合STANDARD中中预订义预订义了一些数据了一些数据类类型，主要有型，主要有

7、11种：种：F 枚枚举类举类型：型：CHARACTER BIT BOOLEAN SEVERITY LEVEL F 整数整数类类型：型：INTEGER NATURAL POSITIVE6.3 VHDL数据类型数据类型F物理物理类类型：型：TIMEF 浮点浮点类类型：型：REALF 数数组类组类型：型：STRING BIT_VECTOR 6.3.1 6.3.1 预定义数据类型预定义数据类型 VHDL预预定定义义数据数据类类型包含在型包含在STD库库的的STANDARD包包集合中，不需要声明集合中，不需要声明库库和包集合可以直接使用和包集合可以直接使用这这些数些数据据类类型。型。STD库库是是VHD

8、L的的标标准准库库。STD库库中中还还有另一个包集合有另一个包集合TEXTIO，使用，使用TEXTIO包包集合集合时时，需要首先声明，需要首先声明STD库库和和TEXTIO包集合，才包集合，才能使用能使用该该包集合中包集合中预预定定义义的数据。的数据。6.3.1 6.3.1 预定义数据类型预定义数据类型 1、整数（、整数（Integer）占占32位，数值在位，数值在-2147483647到到2147483647之间之间整数不能看作位矢量，也不能按位来进行访问整数不能看作位矢量，也不能按位来进行访问对整数一般不能用逻辑操作符，可以使用转换对整数一般不能用逻辑操作符，可以使用转换函数将整数转换成位

9、矢量，再进行逻辑操作。函数将整数转换成位矢量，再进行逻辑操作。例如：例如：0，1，217，5122、实数（、实数（Real）实数的范围实数的范围-1.0E+38+1.0E+38实数在书写时必须有小数点实数在书写时必须有小数点例如：例如：5.0，1.25，3.143、位（、位（BIT）注意位注意位值值表示表示 0，1位值可以显式说明：位值可以显式说明：BIT(1)、BIT(0)4、位矢量、位矢量(BIT_VECTOR)位矢量是用双引号括起来的一组位数据位矢量是用双引号括起来的一组位数据 一般用位矢量数据表示总线状态一般用位矢量数据表示总线状态 例如：例如：001100 B 001_101_010

10、 9位二进制位串位二进制位串 X A_F0_FC 20位十六进制位串位十六进制位串 O 3701 12位八进制位串位八进制位串 B：二进制：二进制 X：十六进制：十六进制 O：八进制：八进制5、布尔量（、布尔量（BOOLEAN）有两种状有两种状态态：“真真”（TRUE）“假假”（FLASE）它没有数值的含义，不能进行逻辑运算它没有数值的含义，不能进行逻辑运算状态可以由关系运算产生状态可以由关系运算产生6、字符（、字符（Character）字符量通常用单引号括起来字符量通常用单引号括起来 字符中的大、小写认为是不一样的字符中的大、小写认为是不一样的字符可以是字符可以是az的任一字母，的任一字母，

11、09中任何一个数中任何一个数以及空白或者特殊字符￥以及空白或者特殊字符￥,$,%等等等等可以显式声明可以显式声明 如：如：CHARACTER(1)7、字符串（、字符串（String）字符串是由双引号括起来的一个字符序列，也字符串是由双引号括起来的一个字符序列，也称为字符矢量或字符串数组称为字符矢量或字符串数组 例如：例如：“integer range”字符串常用于程序的提示和说明字符串常用于程序的提示和说明 8、时间（、时间（Time）时间是一个物理量数据时间是一个物理量数据 完整的时间量数据应包含整数和单位两个部分，完整的时间量数据应包含整数和单位两个部分，而且整数和单位之间至少而且整数和单

12、位之间至少应留一个空格应留一个空格 在系统仿真时，用它表示信号延时，从而使模在系统仿真时，用它表示信号延时，从而使模型系统更能逼近实际系统的运行环境型系统更能逼近实际系统的运行环境 时间预定义包含在包集合时间预定义包含在包集合STANDARD中，单位中，单位为为fs,ps,ns,us,ms,sec,min,hr 例：例：20 ns，40 us TYPE time is RANGE-1E18 to 1E18 UNITS fs;ps=1000 fs;ns=1000 ps;us=1000 ns;ms=1000 us;sec=1000 ms;min=60 sec;hr=60 min;END UNITS

13、；9、错误等级（、错误等级（Severity level）错误等级数据类型一般用来表征系统的状态错误等级数据类型一般用来表征系统的状态共有共有4种状态：种状态：注意（注意（Note）、警告）、警告(warning)、错误错误(Error)、失败、失败(Failure)在系统仿真过程中来提示系统当前的工作情况在系统仿真过程中来提示系统当前的工作情况与与assertion语句和语句和report语句结合使用语句结合使用10、自然数（、自然数（Natural）NATURAL是整数的子是整数的子类类 NATURAL类类数据只能取数据只能取0和正整数。和正整数。在在STANDARD包集合中包集合中对对N

14、ATURAL做了如下定做了如下定义义：SUBTYPE NATURAL IS INTEGER RANGE 0 TO INTEGERHIGH；11、正整数（、正整数（Positive）POSITIVE是整数的子是整数的子类类 POSITIVE 类类数据只能取大于数据只能取大于0的整数。的整数。在在STANDARD包集合中包集合中对对POSITIVE做了如下定做了如下定义义：SUBTYPE NATURAL IS INTEGER RANGE 1 TO INTEGERHIGH；约束区间约束区间 在在VHDL仿真过程中，首先要检查赋值语句仿真过程中，首先要检查赋值语句中的类型和区间，任何一个信号和变量的赋

15、值均中的类型和区间，任何一个信号和变量的赋值均须落入给定的约束空间中，也就是说要落入有效须落入给定的约束空间中，也就是说要落入有效数值的范围内。数值的范围内。约束区间的说明通常跟在数据类型说明的后面。约束区间的说明通常跟在数据类型说明的后面。例：例：INTEGER RANGE 100 DOWNTO 1；BIT_VECTOR(3 DOWNTO 0);REAL RANGE 2.0 TO 30.0;可由用户定义的数据类型：可由用户定义的数据类型：1）枚举（）枚举（Enumerated）类型；）类型；2）整数（）整数（Integer）类型；）类型；3）浮点（）浮点（Floating）数类型；）数类型；

16、4）数组（）数组（Array）类型；）类型；5）存取（）存取（Access）类型；）类型；6）文件（）文件（File）类型；）类型；7）记录（）记录（Recode）类型；）类型；8）物理（）物理（Physical）类型；）类型；6.3.2 用户定义的数据类型用户定义的数据类型定义的语法格式：定义的语法格式：TYPE 数据类型名数据类型名,数据类型名数据类型名 数据类型定义数据类型定义;6.3.2 用户定义的数据类型用户定义的数据类型SUBTYPE 子类型名子类型名 IS 数据类型名数据类型名 范围范围；TYPE 数据类型名数据类型名 IS（元素，元素，（元素，元素，）；）；例：例：TYPE w

17、eek IS（sun，mon，tue，wed，thu，fri，sat）；）；1）枚举类型）枚举类型定义格式：定义格式：TYPE 数据类型名数据类型名 IS ARRAY 范围范围 OF 数组元素数据类型名；数组元素数据类型名；（1）数）数组类组类型如果没有指定范型如果没有指定范围围的数据的数据类类型，型，则则默默认为认为INTEGER类类型的。型的。例如：例如：TYPE byte_8 IS ARRAY(0 TO 7)OF STD_LOGIC;TYPE byte_8 IS ARRAY(INTEGER 0 TO 7)OF STD_LOGIC;以上两行代以上两行代码码是等价的是等价的。（2）除整数）除

18、整数类类型外，范型外，范围围的数据的数据类类型也可以使用其它数据型也可以使用其它数据类类型。型。使用使用时时需要需要显显式的声明范式的声明范围围的数据的数据类类型。型。例如：自定例如：自定义义枚枚举类举类型型TYPE week IS（mon,tue,wed,thr,fri,sat,sun）;TYPE lesson_list IS(chinese,english,math,physic,chemical,music);TYPE lesson_chart IS ARRAY(week mon TO fri)OF lesson_list;2）数组类型）数组类型定义格式：定义格式：（3）如果没有指定范）

19、如果没有指定范围时围时，需要在定，需要在定义该义该数据数据类类型的信号、型的信号、变变量等量等时时指定范指定范围围。例如：例如：STD_LOGIC_VECTOR在包集合在包集合STD_LOGIC_1164中的中的有如下定有如下定义义：TYPE STD_LOGIC_VECTOR IS ARRAY(NATURAL RANGE)OF STD_LOGIC;RANGE 表示没有范表示没有范围围限制。限制。因此，在定因此，在定义义STD_LOGIC_VECTOR类类型的信号、型的信号、变变量量时时需要需要指定具体的范指定具体的范围围。SIGNAL temp:STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNT

20、O 0);-8位位STD_LOGIC_VECTOR类类型型2）数组类型）数组类型（4）多）多维维数数组组范范围围的声明方法的声明方法 N维维数数组组需要需要N个范个范围围来声明。二来声明。二维维数数组组一般用来描述存一般用来描述存储储器。一个范器。一个范围围表示字数，一个范表示字数，一个范围围表示字表示字长长。大于二。大于二维维的数的数组组不能不能综综合，只能用于仿真建模。合，只能用于仿真建模。例如：例如：TYPE ram IS ARRAY(0 TO 127,7 DOWNTO 0)OF STD_LOGIC;2）数组类型）数组类型例：例：TYPE word IS ARRAY（INTEGER 1

21、TO 8）OF STD_LOGIC；TYPE memarray IS ARRAY（0 TO 5，7 DOWNTO 0）OF STD_LOGIC;CONSTANT romdata:memarray:=（0，0，0，0，0，0，0，0），），（0，1，1，1，0，0，0，1），），（0，0，0，0，0，1，0，1），），（1，0，1，0，1，0，1，0），），（1，1，0，1，1，1，1，0），），（1，1，1，1，1，1，1，1）；）；SIGNAL data_bit:STD_LOGIC;data_bit=romdata(3,7);2）数组类型）数组类型TYPE 数据类型名数据类型名 IS REC

22、ODE 元素名：数据类型名；元素名：数据类型名；元素名：数据类型名；元素名：数据类型名；.END RECODE;数组是同一类型数据集合起来的形成的，而记录则是将数组是同一类型数据集合起来的形成的，而记录则是将不同类型的数据和数据名组织在一起形成的新客体。不同类型的数据和数据名组织在一起形成的新客体。3）记录类型）记录类型定义格式：定义格式：TYPE bank IS RECORD addr0:STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);addr1:STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);r0:INTEGER;inst:instruction；END RECORD；

23、3）记录类型）记录类型SUBTYPE 数据类型名数据类型名 IS INTEGER RANGE 取值范围取值范围;例：例：SUBTYPE digit IS INTEGER RANGE 0 TO 9；4）整数类型）整数类型定义格式：定义格式：SUBTYPE 数据类型名数据类型名 IS REAL RANGE 取值范围取值范围;例：例：SUBTYPE current IS REAL RANGE-1.0 E4 TO 1.0 E4；5）实数类型）实数类型定义格式：定义格式：6.3.3 IEEE 预定义数据类型预定义数据类型 当使用这两种数据类型时，在程序中必须写出库说当使用这两种数据类型时，在程序中必须写

24、出库说明语句和使用包集合说明语句：明语句和使用包集合说明语句：LIBRARY IEEE；USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;IEEE 标准定义了两种数据类型：标准定义了两种数据类型：“STD_LOGIC”“STD_LOGIC_VECTOR”1）STD_LOGIC数据类型数据类型STD_LOGIC数据类型有数据类型有9种不同取值：种不同取值：U 初始初始值值；X 不定；不定；0 0；1 1；Z 高阻；高阻；W 弱信号不定；弱信号不定；L 弱信号弱信号0；H 弱信号弱信号1；_ 不可能情况；不可能情况；TYPE STD_LOGIC_VECTOR IS ARRAY(NATURAL

25、 RANGE)OF STD_LOGIC;RANGE表示没有范围限制，该种情况下，范围由信表示没有范围限制，该种情况下，范围由信号说明等语句指定；号说明等语句指定；例如：例如：SIGNAL aaa:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);在函数和过程语句中，若使用无限制范围的数组时，其在函数和过程语句中，若使用无限制范围的数组时，其范围一般由调用者所传递的参数来确定。范围一般由调用者所传递的参数来确定。2）STD_LOGIC_VECTOR数据类型数据类型 STD_LOGIC_VECTOR是一个数组类型。是一个数组类型。NATURAL RANGE有有2种定种定义义方法：方法：ST

26、D_LOGIC_VECTOR(初始初始值值TO 结结束束值值);-升区升区间间 STD_LOGIC_VECTOR(初始初始值值DOWNTO 结结束束值值);-降区降区间间例如：例如：STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);STD_LOGIC_VECTOR(0 TO 7);2）STD_LOGIC_VECTOR数据类型数据类型1.STD_LOGIC_VECTOR的值只能是二进制的值只能是二进制 BIT_VECTOR可以是二进制、八进制、十六进制可以是二进制、八进制、十六进制2.STD_LOGIC_VECTOR里面的元素为里面的元素为STD_LOGIC类类型，所以每个元素有型，所以

27、每个元素有9种取值，而种取值，而BIT_VECTOR里面的里面的元素为元素为BIT类型，所以只有类型，所以只有2种取值。种取值。STD_LOGIC_VECTOR与与BIT_VECTOR的区别：的区别：2）STD_LOGIC_VECTOR数据类型数据类型SIGNAL a:BIT_VECTOR(11 DOWNTO 0);SIGNAL b:STD_LOGIC_VECTOR(11 DOWNTO 0);a=X A8;十六进制值可以赋予位矢量十六进制值可以赋予位矢量b=X A8;语法错，十六进制值不能赋予标准逻辑矢量语法错，十六进制值不能赋予标准逻辑矢量b=TO_STDLOGICVECTOR(X AF7)

28、;b=TO_STDLOGICVECTOR(O 5177);八进制转换八进制转换b=TO_STDLOGICVECTOR(B 1010_1111_0111);2）STD_LOGIC_VECTOR数据类型数据类型6.3.4 数据类型的转换数据类型的转换 在在VHDL语言中，数据类型的定义是相当严格的，语言中，数据类型的定义是相当严格的，不同类型的数据不能进行运算和直接代入。为了实现正不同类型的数据不能进行运算和直接代入。为了实现正确的代入操作，必须将要代入的数据类型进行类型转换。确的代入操作，必须将要代入的数据类型进行类型转换。1）STD_LOGIC_1164包集合包集合BITSTD_LOGIC_V

29、ECTOR TO _STDLOGICVECTOR（A）功能：功能：TO_BITVECTOR（A）TO_STDLOGIC（A）BIT TO_BIT（A）STD_LOGIC_VECTORBIT_VECTORSTD_LOGICSTD_LOGICBIT_VECTOR 功能：功能：功能：功能：功能：功能：2）STD_LOGIC_ARITH 包集合包集合CONV_STD_LOGIC_VECTOR（A，位长），位长）功能：功能：CONV_INTEGER（A）INTERER/UNSINGED/SIGNEDSTD_LOGIC_VECTOR功能：功能：INTEGERUNSINGED/SIGNED3）STD_LOG

30、IC_UNSIGNED 包集合包集合CONV_INTEGER（A）INTEGERSTD_LOGIC_VECTOR功能：功能：6.4 VHDL 数据对象数据对象 数据对象：可以被赋予一个值的客体。数据对象：可以被赋予一个值的客体。VHDL数据对象的种类：数据对象的种类：信号（信号（Signal）变量（变量（Variable）常数（常数（Constant）文件（文件（File）6.4.1 常数（常数（CONSTANT）常数是一个固定的值常数是一个固定的值常数说明是对某一常数名赋予一个固定的值常数说明是对某一常数名赋予一个固定的值 CONSTANT 常数名常数名:数据类型数据类型:表达式表达式;常数

31、说明的一般格式：常数说明的一般格式：例：例：CONSTANT Vcc:REAL:=5.0;6.4.1 常数（常数（CONSTANT）常数使用的注意事项：常数使用的注意事项：常数可以在包集合、实体、构造体内声明常数可以在包集合、实体、构造体内声明常数一旦被赋值就不能再改变常数一旦被赋值就不能再改变常数所赋的值应和定义的数据类型一致常数所赋的值应和定义的数据类型一致例：例：CONSTANT Vcc:REAL:=0100;是错误的是错误的6.4.2 信号（信号（signal）例：例：SIGNAL tmp:STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);SIGNAL SYS_CLK：BIT：

32、=1；SIGNAL 信号名信号名:数据数据类类型型:初始初始值值;信号说明的一般格式信号说明的一般格式：信号信号是电子电路内部硬件连接的抽象。它除了没有数是电子电路内部硬件连接的抽象。它除了没有数据流动方向说明外，其他性质与实体的据流动方向说明外，其他性质与实体的“端口端口”一致。一致。信号名信号名=表达式；表达式；信号的赋值格式：信号的赋值格式：6.4.2 信号（信号（signal）信号的使用注意事项：信号的使用注意事项：信号通常在构造体、包集合和实体中说明信号通常在构造体、包集合和实体中说明 信号代入时可以附加延时。如信号代入时可以附加延时。如s1=s2 after 10 ns;6.4.3

33、 变量（变量（variable）1.共享变量（共享变量（shared variable）SHARED VARIABLE 变量名变量名:类型名类型名:初始值初始值;例：例：shared variable x:std_logic:=0;architecture sample of tests is shared variable notclk:std_logic;signal clk:std_logic;begin p1:process(clk)is begin if clkevent and clk=1 then notclk:=0;end if;end process p1;p2:proces

34、s(clk)is begin if clkevent and clk=1 then notclk:=1;end if;end process p2;end architecture sample;2.局部变量局部变量例：例：VARIABLE count：INTEEGER RANGE 0 TO 255:=10;VARIABLE X，Y：INTEEGER;VARIABLE 变量名:数据类型:初始值;变量说明的一般格式：变量说明的一般格式：2.局部变量局部变量使用变量时需要注意问题：使用变量时需要注意问题：变量的使用场合：进程或子程序变量的使用场合：进程或子程序 变量赋值符号为变量赋值符号为:=变量

35、在赋值时不能产生附加延时；变量在赋值时不能产生附加延时；例如：例如：tem3:=tem1+tem2 after 10 ns;-错误语句错误语句3.信号和变量代入的区别信号和变量代入的区别1、赋值的形式、赋值的形式 变量赋值符为：变量赋值符为：:=信号赋值符为：信号赋值符为：=3.信号和变量代入的区别信号和变量代入的区别2、声明场合声明场合信号一般声明在信号一般声明在 PACKAGE、ENTITY、ARCHITECTURE 中。中。变变量一般声明在量一般声明在PROCESS、FUNCTION、PROCEDURE中。中。3.信号和变量代入的区别信号和变量代入的区别3、延时语句的使用延时语句的使用信

36、号赋值时信号赋值时可以使用可以使用延时语句延时语句 变量赋值时变量赋值时不能使用不能使用延时语句延时语句 3.信号和变量代入的区别信号和变量代入的区别4、赋值的过程、赋值的过程（PROCESS或子程序内）或子程序内）变量赋值：立即生效变量赋值：立即生效 变量赋值语句一旦被执行，变量立即被赋予新值。在执变量赋值语句一旦被执行，变量立即被赋予新值。在执行下一条语句时，该变量的值为新值。行下一条语句时，该变量的值为新值。信号赋值：代入过程和代入语句的处理是分开进行的信号赋值：代入过程和代入语句的处理是分开进行的 信号赋值语句被执行时，信号仍保持原值。执行下一条信号赋值语句被执行时，信号仍保持原值。执

37、行下一条语句时，信号的值为原值。到进程结束时，信号被赋予新值。语句时，信号的值为原值。到进程结束时，信号被赋予新值。如果多次赋值，取最后代入的值作为最终代入值。如果多次赋值，取最后代入的值作为最终代入值。PROCESS(A，B，C，D)IS BEGIN D=A;X=B+D;D=C;Y=B+D;END PROCESS;PROCESS(A，B，C)ISVARIABLE D:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);BEGIN D:=A;X=B+D;D:=C;Y=B+D;END PROCESS;X=B+C;Y=B+C;X=B+A;Y=B+C;3.信号和变量代入的区别信号和变量代入的区

38、别 执行第一条语句前执行第一条语句前1）信号的处理与代入过程）信号的处理与代入过程3.信号和变量代入的区别信号和变量代入的区别执执行第一条行第一条语语句句d=a;之后之后3.信号和变量代入的区别信号和变量代入的区别 执执行第二条行第二条语语句句x=b+d;之后之后3.信号和变量代入的区别信号和变量代入的区别执执行第三条行第三条语语句句d=c;之后之后3.信号和变量代入的区别信号和变量代入的区别执执行第四条行第四条语语句句y=b+d;之后之后3.信号和变量代入的区别信号和变量代入的区别赋值是并行执行的，所以执行结果如下：赋值是并行执行的，所以执行结果如下：3.信号和变量代入的区别信号和变量代入的

39、区别 执行第一条语句前执行第一条语句前2）变量的处理与代入过程）变量的处理与代入过程3.信号和变量代入的区别信号和变量代入的区别执执行第一条行第一条语语句句d:=a;之后之后3.信号和变量代入的区别信号和变量代入的区别 执执行第二条行第二条语语句句x=b+d;之后之后3.信号和变量代入的区别信号和变量代入的区别执执行第三条行第三条语语句句d:=c;之后之后3.信号和变量代入的区别信号和变量代入的区别执执行第四条行第四条语语句句y=b+d;之后之后3.信号和变量代入的区别信号和变量代入的区别信号信号赋值是并行执行的，所以执行结果如下：赋值是并行执行的，所以执行结果如下：ENTITY mux IS

40、 PORT(d0,d1,sel:IN BIT;q:OUT BIT);END ENTITY mux;ARCHITECTURE connect OF mux IS BEGIN PROCESS(d0,d1,sel)IS VARIABLE tem1,tem2,tem3:BIT;BEGIN tem1:=d0 and sel;tem2:=(not sel)and d1;tem3:=tem1 or tem2;q=tem3;END PROCESS;END ARCHITECTURE connect;ENTITY mux IS PORT(d0,d1,sel:IN BIT;q:OUT BIT);END ENTITY

41、 mux;ARCHITECTURE connect OF mux IS SIGNAL tem1,tem2,tem3:BIT;BEGIN PROCESS(d0,d1,sel)IS BEGIN tem1=d0 and sel;tem2=(not sel)and d1;tem3=tem1 or tem2;q=tem3;END PROCESS;END ARCHITECTURE connect;变量与信号的区别变量与信号的区别1.文件类型定义的格式文件类型定义的格式TYPE 类型名类型名 IS FILE OF 元素类型名元素类型名;例如：例如：TYPE index IS INTEGER RANGE 0

42、TO15；TYPE int_ftype IS FILE OF index；6.4.4 文件文件 元素元素类类型代表文件中元素的数据型代表文件中元素的数据类类型，型，FILE对对元素数元素数据据类类型的使用有一定的要求。数据型的使用有一定的要求。数据类类型不能是文件型不能是文件（FILE）类类型、存取（型、存取（ACESS）类类型、保型、保护护（PROTECTED）类类型。型。文件是一种用来定文件是一种用来定义义代表主机中文件格式的客体。代表主机中文件格式的客体。VHDL语言中提供了一个预先定义的包集合：文语言中提供了一个预先定义的包集合：文本输入本输入/输出包集合：输出包集合：TEXTIO。T

43、EXTIO包集合中包含有对文本文件进行读写包集合中包含有对文本文件进行读写的过程和函数。的过程和函数。TEXTIO定定义义了了处处理文本文件的数据理文本文件的数据类类型，包型，包括行（括行（LINE）、文本（）、文本（TEXT）、）、侧侧（SIDE）3种，以及种，以及NATURAL的子的子类类型型WIDTH。TEXTIO按行对文件进行处理，一行为一个字按行对文件进行处理，一行为一个字符串，并以回车、换行符作为结束符。符串，并以回车、换行符作为结束符。2.文件操作语句文件操作语句在使用在使用TEXTIO包集合时，需要做一下说明：包集合时，需要做一下说明：2.文件操作语句文件操作语句TEXTIO对

44、用于处理文本文件的对用于处理文本文件的数据类型数据类型作了具体作了具体说明。在读写文本文件时要使用数据类型说明。在读写文本文件时要使用数据类型line（行）（行）。line的结构是的结构是TEXTIO对文件进行操作的基本单对文件进行操作的基本单位。位。l对文件进行对文件进行读操作读操作时，首先读一行字符，并把它时，首先读一行字符，并把它放到放到line 数据类型的结构中，而后再按字段进行数据类型的结构中，而后再按字段进行处理。处理。l对文件进行对文件进行写操作写操作时，首先在行数据暂存区按字时，首先在行数据暂存区按字段建立段建立line结构，然后再将结构，然后再将line的数据写到文件中的数据

45、写到文件中去。去。2.文件操作语句文件操作语句TEXTIO中定义了操作文件的过程和函数，包括：中定义了操作文件的过程和函数，包括：打开文件打开文件 从文件中读一行从文件中读一行 从一行中读一个数据从一行中读一个数据 写一行到文件写一行到文件 写一个数据到一行写一个数据到一行 文件结束检查文件结束检查2.文件操作语句文件操作语句打开文件打开文件FILE tb_text:TEXT OPEN READ_MODE IS tb_text.txt;-以以读读操作方式打开名称操作方式打开名称为为tb_text.txt的文件的文件FILE tb_text:TEXT OPEN WRITE_MODE IS tb_

46、text_o.txt;-以写操作方式打开名称以写操作方式打开名称为为tb_text.txt的文件的文件2.文件操作语句文件操作语句从文件中读一行从文件中读一行READLINE（文件变量，行变量）（文件变量，行变量）;SIGNAL clk:STD_LOGIC;SIGNAL din:STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);VARIABLE li:LINE;FILE invector:TEXT OPEN READ_MODE is“tb_text.txt”;READLINE(invector,li);-利用利用READLINE语语句，从文句，从文件件变变量量invector 所指定的

47、文件所指定的文件tb_text.txt中中读读一行数据，一行数据，将它放到将它放到li行行变变量中。量中。2.文件操作语句文件操作语句从一行中读一个数据从一行中读一个数据READ（行变量，数据变量）（行变量，数据变量）;利用利用READ语语句可以从一行中取出一个字符，放到句可以从一行中取出一个字符，放到所指定的数据所指定的数据变变量（信号）中。量（信号）中。2.文件操作语句文件操作语句写一行到文件写一行到文件WRITELINE（文件变量，行变量）（文件变量，行变量）2.文件操作语句文件操作语句写一个数据到一行写一个数据到一行WRITE（行变量，数据变量）；（行变量，数据变量）；WRITE（行变

48、量，数据变量，起始位置，字符数）；（行变量，数据变量，起始位置，字符数）；2.文件操作语句文件操作语句写一个数据到一行写一个数据到一行HWRITE、OWRITE2.文件操作语句文件操作语句文件结束检查文件结束检查ENDFILE（文件变量）（文件变量）6.5 VHDL运算操作符运算操作符1、逻辑运算、逻辑运算 logical 2、算术运算、算术运算 arithmetic3、关系运算、关系运算 relational4、移位运算符、移位运算符 shift5、并置运算、并置运算 concatenation要求：要求：操作数的类型与操作符要求的类型一致操作数的类型与操作符要求的类型一致6.5.1 逻辑运

49、算符逻辑运算符NOT 非非AND与与 OR 或或NAND与非与非NOR或非或非XOR异或异或XNOR 同或同或逻辑逻辑运算中操作数的数据运算中操作数的数据类类型可以型可以为为BIT、BOOLEAN、STD_LOGIC，以及一，以及一维维数数组组BIT_VECTOR和和STD_LOGIC_VECTOR。双目双目逻辑逻辑运算符两运算符两边边的操作数的数据的操作数的数据类类型相同，位型相同，位宽宽相同。相同。逻辑逻辑运算按位运算按位进进行运算，行运算，结结果的数据果的数据类类型与操作数的型与操作数的类类型相同。型相同。逻辑逻辑运算中运算中应应注意注意优优先先级问题级问题，当一个表达式中含有，当一个表

50、达式中含有两种以上的两种以上的逻辑逻辑运算符运算符时时，应应用括号用括号对这对这些运算些运算进进行分行分组组。如果只含有。如果只含有AND、OR、XOR三种三种逻辑逻辑运算符中的运算符中的一种一种逻辑逻辑运算符运算符则则不需要使用括号分不需要使用括号分组组。单单目目逻辑逻辑运算符运算符NOT的的优优先先级级在所有的在所有的逻辑逻辑运算中最运算中最高。高。6.5.2 算术运算符算术运算符使用算使用算术术运算符需要注意的运算符需要注意的问题问题：单单目算目算术术运算符或称一元算运算符或称一元算术术运算符（运算符（+、-、ABS）的）的操作数可以是操作数可以是INTEGER、REAL、PHYSICA