第3章1VHDL编程基础.ppt

第3章 VHDL编程基础 3.1 概述 3.1.1 常用硬件描述语言简介 常用硬件描述语言有 VHDL、Verilog和ABEL语言 3.1.2 VHDL的优点 VHDL的特点 （1）与其它硬件描述语言相比，VHDL具有更强的行为描述能力。 （2）VHDL具有丰富的仿真语句和库函数。 （3）VHDL语句的行为描述能力和程序结构，决定了它具有支持大规模设计的分解和已有设计的再利用功能。 (4)用VHDL完成一个确定的设计，可以利用EDA工具进行逻辑综合和优化，并自动把VHDL描述设计转变成门级网表(根据不同的实现芯片)。 (5)VHDL对设计的描述具有相对独立性。 (6)由于VHDL具有类属描述语句和子程序调用等功能，对于完成的设计，在不改变源程序的条件下，只需改变类属参量或函数，就能轻易地改变设计的规模和结构。 3.2 VHDL语言要素 3.2.1 VHDL文字规则 1. 数字型文字 数字型文字的值有多种表达方式，现列举如下： （1）整数文字：整数文字都是十进制的数，如： 5，678，0，156E2（=15600）, 45_234_287（ （2）实数文字：实数文字也是十进制的数，但必须带有小数点，如： 188.933，88_670_551.453_909（453909） （3）以数制基数表示的文字 例3-1 SIGNAL d1,d2,d3,d4,d5: INTEGER RANGE 0 TO 255; d1 = 10#170# ; --十进制表示，等于170 d2 = 16#FE# ; --十六进制表示，等于254 d3 = 2#1111_1110# ; --二进制表示；等于254 d4 = 8#376# ; --八进制表示，等于254 d5 = 16#E# E1; --十六进制表示，等于224 2．字符串型文字 字符是用单引号引起来的ASCII字符，可以是数值，也可以是符号或字母，如： R，a，*，Z，U 字符串则是一维的字符数组，需放在双引号中。有两种类型的字符串：数位字符串和文字字符串； （1）文字字符串 文字字符串是用双引号引起来的一串文字，如： “ERROR”， “X”， “BB$CC” （2）数位字符串 B：二进制基数符号。 O：八进制基数符号。 X：十六进制基数符号（0～9），代表一个十六进制数，即代表一个4位的二进制数。 例3-2 data1 = B“1_1101_1110” data2 = O“15” data3 = X“AD0” data4 = “1_1101_1110” data5 = “AD0” 3.标识符 标识符是最常用的操作符，标识符可以是常数、变量、信号、端口、子程序或参数的名字。VHDL基本标识符的书写遵循如下规则： ⑴有效的字符：包括26个大小写英文字母，数字包括0～9 以及下划线“_”。 ⑵任何标识符必须以英文字母开头。 ⑶必须是单一下划线“_”，且其前后都必须有英文字母或数字。 ⑷标识符中的英语字母不分大小写。 4．下标名 下标名 下标名用于指示数组型变量或信号的某一元素，而下标段名则用于指示数组型变量或信号的某一段元素。 下标语句格式如下： 标识符（表达式） 例3-3 SIGNAL a,b: BIT_VECTOR（0 TO 3）; SIGNAL m: INTEGER RANGE 0 TO 3; SIGNAL y,z:BIT; y = a(m); z = b(3) 段名即多个下标名的组合，段名将对应数组 中某一段的元素。段名的表达形式是： 标识符(表达式 方向 表达式) 5. 段名 例3-4 SIGNAL a, z : BIT_VECTOR (0 T0 7) ; SIGNAL b : STD_LOGIC_VECTOR (4 DOWNTO 0) SIGNAL c : STD_LOGIC_VECTOR (0 TO 4) ; SIGNAL e : ST!)_LOGIC_VECTOR (0 TO 3) ; SIGNAL d : STD_LOGIC ; … z(0 TO 3) = a(4TO 7) ; --