《VHDL的运算符》PPT课件.ppt

第11讲 VHDL的运算符2,本讲知识点： 关系运算符 并置运算符,3、关系运算符： 操作符 功能 操作数类型 等于 任何数据类型 /= 不等于 任何数据类型 大于 integer、real、 bit、 std_logic等及其一维向量 = 大于等于 integer、real、 bit、 std_logic等及其一维向量,注意： （1）关系运算符运算的最后结果总是布尔类型 （2）关系运算符两边的数据类型必须相同，但是位的长度不一定相同。 （3）对位矢量数据进行比较时，比较从最左边的位开始，自左至右进行比较的。在位长不同的情况下，只能按自左至右的比较结果作为关系运算的结果。,上例a的值位10，而b的值位7，a应该比b大。但是，由于位矢量是从左至右按位比较的，当比较到次高位时，a的次高位为“0”而b的次高位为“1”，故比较结果b比a大。这样的比较结果显然时不符合实际情况的。,例1： SIGNAL a: STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0); SIGNAL b: STD_LOGIC_VECTOR (2 DOWNTO 0); a b) THEN ELSE,为了能使位矢量进行关系运算，在包集合“STD_LOGIC_UNSIGNED”中对“STD_LOGIC_VECTOR”关系运算重新作了定义，使其可以正确的进行关系运算。注意在使用时必须首先说明调用该包集合。当然，此时位矢量还可以和整数进行关系运算。 在关系运算符中小于等于符“=”和代入符“=”时相同的，在读VHDL语言的语句时，应按照上下文关系来判断此符号到底时关系符还是代入符。,例2：比较下面3组二进制数的大小： “1011” 和 “101011”； “1” 和 “011”； “101” 和 “110” 下面是VHDL关系运算的结果： “1011” “101011” “1” “011” “101” “110” 为了能使其正确地进行关系运算，在包集合“std_logic_unsigned”和“std_logic_signed”中对关系运算符重新做了定义，使用时必须要调用这些程序包。,【例3】位矢量比较 ENTITY rel_1 IS PORT ( a : IN BIT_VECTOR (0 TO 2); b: IN bit_vector(0 to 1); m : OUT BOOLEAN); END rel_1; ARCHITECTURE example OF rel_1 IS BEGIN m = (a = b); END example;,【例4】无符号数比较 library ieee; use ieee.std_logic_arith.all; entity ue is port(a,b:in unsigned(1 downto 0); m:out boolean); end ue; architecture ex of ue is begin m=b); end ex;,【例4】有符号数比较 library ieee; use ieee.std_logic_arith.all; entity re is port(a,b:in signed(1 downto 0); m:out boolean); end re; architecture ex of re is begin m=b); end ex;,综合实例： library ieee; use ieee.std_logic_arith.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; use ieee.std_logic_signed.all; entity cnt10 is port(a,b:in unsigned(3 downto 0); c,d:in signed(3 downto 0); rab:out unsigned(3 downto 0); rcd:out signed(3 downto 0); ru,rs:out boolean); end; architecture rtl of cnt10 is begin rabb);rsd); end;,并置运算符 并置运算符“&”用于位的连接。例如，将4个位用并置运算符“&”连接起来就可以构成一个具有4位长度的位矢量。两个 4 位的位矢量用并置运算符“&”连接起来就可以构成 8位长度的位矢量。图3-1就是使用并置运算符的实例。,图3-1 使用并置运算符的实例,在图3-1中，en是b(0)b(3)的允许输出信号，而y(0)y(7)中存在如下关系: y(0)=b(0) y(1)=b(1) y(2)=b(2) y(3)=b(3) y(4)=a(0) y(5)=a(1) y(6)=a(2) y(7)=a(3),这种逻辑关系用并置运算符就很容易表达出来: tmp_b=b AND (en&en&en&en)； y=a&tmp_b； 第一个语句表示b的4位位矢量由en进行选择得到一个4位位矢量的输出。第二个语句表示4位位矢量a和4位位矢量b再次连接(并置)构成8位位矢量y输出。 位的连接也可使用集合体的方法，即将并置符换成逗号就可以了，例如: tmp_b=(en，en，en，en)； 但是，这种方法不适用于位矢量之间的连接。如下的描述方法是错误的: a=(a，tmp_b)；,集合体也能指定位的脚标，例如上一个语句可表示为 tmp_ben，2=en，1=en，0=en)； 或 tmp_ben)； 在指定位的脚标时，也可以用“OTHERS”来说明: tmp_ben)； 要注意，在集合体中“OTHERS”只能放在最后。假若b位矢量的脚标b(2)的选择信号为“0”，其他位的选择信号均为en。那么此时表达式可写为 tmp_b0，OTHERS=en)；,P92 例4-11 注意