VHDL顺序语句(SequentialStatement).ppt

第四章 VHDL顺序语句（Sequential Statement）,Process，Function，Procedure中的语句都是顺序执行，以Process为例 Process与Process之间，与其他并行语句之间都是并行的关系,4.1、 赋值语句,1. 顺序信号赋值语句 信号名 =赋值源； 赋值符号左边必须是信号名，但不能是端口声明中指定为in的信号。右边表达式中可以出现任意对象类，但不能出现端口声明中指定为out的信号。 例： B = A; - 惯性延迟，无时间延迟子句，即延迟 D = C after 5 ns; - 传输延迟，指定延迟时间,2. 变量赋值语句,变量赋值的含义是：用计算赋值符号右边的表达式所得新值取代变量原来的值。变量赋值的语法形式为： 变量名 := 表达式；,3、赋值目标,a:=1; C1:=“1100”; G(2)=y; H(I)=z; F(1 to 4):=“1001”;,SIGNAL a,b,c,d : STD_LOGIC; SIGNAL S : STD_LOGIC_VECTOR(1 TO 4); VARIABLE e, f : STD_LOGIC; VARIABLE g : STD_LOGIC_VECTOR(1 TO 2); VARIABLE h : STD_LOGIC_VECTOR(1 TO 4); S e, 4=f, 2=g(1), 1=g(2) ):=h; -g(2) :=h(1) ; g(1) :=h(2) ; e :=h(3) ; f :=h(4) ;,4.2 流程控制结构,VHDL为用户提供了若干控制进程内部执行流的结构，可分为条件控制和循环控制两种。 IF语句 CASE语句 LOOP语句 NEXT语句 EXIT语句,1. if语句（条件控制语句）,if 条件表达式 then 顺序语句 end if;,if 条件表达式 then 顺序语句 else 顺序语句 end if;,if 条件表达式 then 顺序语句 elsif 条件表达式 then 顺序语句 else 顺序语句 end if;,求取最大值,BEGIN IF (ab) THEN y=b; ELSE y=a; END IF; END max;,B用VHDL设计一个D触发器,ddf1,引进内部节点信号,进程和敏感信号,检测CLK上升沿,将数据输出端口,顺序 语句,PROCESS (clock, clear) BEGIN IF clear = 0 THEN q = 0; ELSIF clockEVENT and clock = 1 THEN q = d; END IF; END PROCESS;,T触发器,Process(clk) begin if(clkevent and clk=1) then if(t = 1) then q = not(q); else q = q; end if; end if; end process;,ENTITY mul IS PORT (a, b, sel : IN BIT; data_out : OUT BIT); END mul; ARCHITECTURE ex OF mul IS SIGNAL temp : BIT; BEGIN process_a: PROCESS (a, b, selx) BEGIN IF (sel = 0) THEN temp = a; ELSE temp = b; END IF; data_out = temp; END PROCESS process_a;,case 语句的一般形式为: case 值表达式 is when 选择值 = 语句; when选择值= 语句; when others = 语句; end case; case语句选择项的要求： 选择唯一，覆盖全集。,2、case语句,选择值的表达方式,单个普通数值 8 数值选择范围 （2 to 4) 并列数值 3 | 5 | 8 混合方式,LIBRARY ieee; USE ieee.std_logic_1164.all; ENTITY mux41 is PORT (s1,s2,a,b,c,d : IN STD_LOGIC; z : OUT STD_LOGIC); END mux41; ARCHITECTURE activ OF mux41 IS SIGNAL s : STD_LOGIC_VECTOR( 1 DOWNTO 0); BEGIN s z z z zz= x; END CASE; END PROCESS; END activ;,例： signal C: Integer range 1 to 20; signal Out1: ( 0, 1, 2, 3); process ( C ) begin case C is when 1 = Out1 Out1 Out1 Out1 = 3； - C= 9, 16, 17, 18, 19, 20 end case; end process;,3. 循环控制语句(loop 语句),有三种循环语句：简单循环语句，for循环语句以及while循环语句。Next语句和exit语句是与循环密切相关的两个顺序语句，用来控制特殊的循环过程。 (1) 无条件loop语句 (2) for loop语句 (3) while loop语句 (4) next语句 (5) exit语句,(1) 无条件loop语句,无条件loop语句是简单循环语句，其中包含一个无限循环执行的语句集，其形式为； loop标号 ：loop 顺序语句； end loop loop标号； 循环标号是可选项。从语法上讲，循环体中的语句中还可以有循环语句，因而在一个循环语句里可以嵌套另外的循环语句。 如果语句中没有exit语句，则这样的循环语句无限循环，不会停止。但exit语句可以使它结束循环，参看下面的exit语句的介绍。,loop2: loop a := a+1; exit loop2 when a10; end loop loop2;,(2) for loop语句,loop标号: f or 循环变量 in 循环次数范围 loop 顺序语句； end loop loop标号； 循环变量由循环次数范围确定其类型，无需声明。循环变量可用在循环体中，但一旦循环结束，循环变量不再起作用，即不能把循环变量的值带到循环体外。,8位奇偶校验电路 ENTITY p_check is PORT (a : IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); Y : OUT STD_LOGIC); END p_check ; ARCHITECTURE opt OF p_check IS SIGNAL tmp : STD_LOGIC; BEGIN PROCESS (a) BEGIN tmp= 0; for n in 0 to 7 loop tmp= tmp XOR a(n); end loop; y = tmp; END PROCESS; END opt;,(3) while loop语句,标号：while 循环控制条件 loop 语句； end loop 标号； 循环控制条件是布尔类型。每次执行完循环体之后，都要检测条件表达式的值是真还是假。只要其值为真，就要在执行一次循环体内的语句。在条件为假时结束循环。,process (inputx) variable n : Integer := 1; begin L1: while n = 8 loop outputx(n) = inputx(n+8); n := n +1 ; end loop L1; end process;,(4) next语句,该语句控制循环提前进入下一次循环，即跳过该语句后面的语句执行指定标号的下一个循环 next ; next loop标号; next loop标号 when 条件表达式 ；,loop2: loop B := B+1; next loop2 when B10; . . end loop loop2;,(5) exit语句,exit语句使得从循环标号所标明的循环中退出。 exit ; exit loop标号; exit loop标号 when 条件表达式 如果指定条件，必须要在所绐条件为真的前提下，才从循环标号所标明的循环中退出。 两种情况下的循环标号都是可选项。如果语句中末给出循环标号，则从当前循环中退出。,signal a , b : std_logic_vector(1 downto 0); signal a_less_then_b :BOOLEAN; a_less_then_b =false; for i in 1 downto 0 loop IF (a(i)=1 AND b(i)=0 THEN a_less_then_b =false; EXIT ; Elsif (a(i)=0 AND b(i)=1 THEN a_less_then_b =true; EXIT; ELSE NULL; END IF; END LOOP;,3. WAIT语句,等待语句是进程中专门控制进程激活与挂起的的顺序语句。可以出现在进程的任何位置，也可以有多个进程语句。 wait -永远挂起 wait on A, B; - A 或B 变化时，进程激活 wait until Enable = 1; - 满足条件时，进程激活 wait for 5 ns; - 过5 ns 后，进程激活,任意组合： wait on A, B until Enable = 1; - 等待A, B变化，且Enable = 1时激活。 wait on A, B for 5 ns; - 等待A, B变化，或到达5 ns 时激活 。 wait until Enable = 1 for 5 ns; - 等待Enable = 1时激活，或者到达5 ns 时激活。 wait on A, B until Enable = 1 for 5 ns; -等待A, B变化，且Enable = 1时激活，或者到达 5 ns 时激活。,p1: process -( ) begin wait on s1; wait on s2; wait on s1; end process p1; 进程中可以由若干等待语句。运行开始时，进程处于激活状态，从第一个顺序语句开始执行，遇到第一个等待语句是挂起。当该等待语句的条件满足时，进程再次激活，从该等待语句接着运行，直到遇到下一个等待语句再次挂起。以后每次激活后，运行到下一个等待语句挂起。如果进程执行到最后一个语句，则下一个语句是第一个语句。,-子程序可以在结构体的任何位置被调用，而且可以反复调用。,子程序的特点：,四、子程序调用语句,过程（PROCEDURE）,过程语句的结构： PROCEDURE 过程名（形式参数1；形式参数2； ）IS 定义语句； BEGIN 顺序处理语句； END 过程名；,过程语句的调用格式： 过程名 （形数名= 实参表达式 ，形数名= 实参表达式）；,PACKAGE data_type IS subtype data_element is integer range 0 to 3 ; type data_array is array (1 to 3) of data_element; end data_type;,use work.data_type.all; ENTITY sort is PORT (in_array : in data_array ; out_array : out data_array ; END sort ; ARCHITECTURE exmp OF sort IS BEGIN PROCESS (in_array) procedure swap(data : inout data_array; low,high: in integer) is variable temp: data_element; BEGIN if (data(low) data(high) then tmp:= data(low); data(low):=data(high); data(high):= temp; end if; End swap; Varible my_array :data_array;,Begin my_array := in_array; Swap(my_array ,1,2); Swap(my_array ,2,3); Swap(my_array ,1,2); Out_array = my_array; End process; End exmp;,函数（FUNCTION）,函数语句的结构： FUNCTION 函数名（输入参数表）RETUEN 数据类型 IS 定义语句； BEGIN 顺序处理语句； RETUEN 返回变量名； END 函数名；,函数语句的调用格式： 函数名（实际参数表）；,例： 用FUNCTION语句描述求取最大值的函数。 FUNCTION max(a:std_logic_vector (5 downto 0) ； b:std_logic_vector (5 downto 0) RETURN std_logic_vector (5 downto 0) IS VARIABLE tmp:std_logic_vector(arange); BEGIN IF (ab) THEN tmp:=a; ELSE tmp:=b; END IF; RETURN tmp; END max;,函数的参数均为输入参数。 函数调用返回一个指定数据类型的值。,ARCHITECTURE rtl OF dpeak IS SIGNAL peak : STD_L