VHDL字符及数据类型.ppt

第四章VHDL字符及数据类型,1,4.1VHDL文字,4.1.1数字,整数：整数都是十进制的数，如：5，678，0，156E2(=15600)，45_23.14_287(=4523.14287),实数文：实数也都是十进制的数，但必须带有小数点，如：1.3.13.15，88_670_551.453.1_909(=88670551.453.1909)，1.0，44.99E-2(=0.4499),以数制基数表示的文字：用这种方式表示的数由五个部分组成。SIGNALd1,d2,d3,d4,d5,:INTEGERRANGE0TO255;d1=110#170#;-(十进制表示，等于170)d2=16#FE#;-(十六进制表示，等于254)d3.1=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2#1110000#，等于224),物理量文字(VHDL综合器不接受此类文字)。如：60s(60秒)，100m(100米)，k(千欧姆)，177A(177安培),4.1.2字符串,（1）文字字符串,（2）数位字符串,ERROR，BothSandQequalto1，X，BB$CC,B：二进制基数符号，表示二进制位0或1，在字符串中的每位表示一个Bit。,O：八进制基数符号，在字符串中的每一个数代表一个八进制数，即代表一个3.1位(BIT)的二进制数。,X：十六进制基数符号(0F)，代表一个十六进制数，即一个4位的二进制数。,data1=B1_1101_1110-二进制数数组，位矢数组长度是9data2=O15-八进制数数组，位矢数组长度是6data3.1=XAD0-十六进制数数组，位矢数组长度是12data4=B101_010_101_010-二进制数数组，位矢数组长度是12data5=101_010_101_010-表达错误，缺B。data6=0AD0-表达错误，缺X。,4.1.3标识符,下标名,格式：标识符(表达式),规则：l有效的字符：包括26个大小写英文字母，数字包括09以及下划线“_”l任何标识符必须以英文字母开头。l必须是单一下划线“_”，且其前后都必须有英文字母或数字。l标识符中的英语字母不分大小写。l允许包含图形符号(如回车符、换行符等)，也允许包含空格符。,下例的两个下标名中一个是m，属不可计算，另一个是，属可计算的。SIGNALa，b:BIT_VECTOR(0TO3);SIGNALm:INTEGERRANGE0TO3;SIGNALy，z:BIT;y=a(m);-不可计算型下标表示z=b(3);-可计算型下标表示,4.2数据类型,标量型(ScalarType),复合类型(CompositeType),存取类型(AccessType),文件类型(FilesType),4.2.1VHDL的预定义数据类型,1.布尔(BOOLEAN)数据类型,2.位(BIT)数据类型,3.位矢量(BIT_VECTOR)数据类型,4.字符(CHARACTER)数据类型,5.整数(INTEGER)数据类型,6.实数(REAL)数据类型,7.字符串(STRING)数据类型,VARIABLEstring_var:STRING(1TO7);string_var:=abcd；,8.时间(TIME)数据类型,4.2.1VHDL的预定义数据类型,4.2.3其他预定义标准数据类型,1.无符号数据类型(UNSIGNEDTYPE),2.有符号数据类型(SIGNEDTYPE),4.2数据类型,十进制的8可以作如下表示：UNSIGNED(1000),两则无符号数据定义的示例：VARIABLEvar:UNSIGNED(0TO10);SIGNALsig:UNSIGNED(5TO0);,例如：SIGNED(0101)代表+5，5SIGNED(1011)代表5,4.2.4数组类型,4.2数据类型,限定性数组,限定性数组定义语句格式如下：TYPE数组名ISARRAY(数组范围)OF数据类型；,非限定性数组,非限制性数组的定义语句格式如下：TYPE数组名ISARRAY(数组下标名RANGE)OF数据类型；,4.2.4数组类型,【例4.1】LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITYdecoder3to8ISPORT(input:INSTD_LOGIC_VECTOR(2DOWNTO0);output:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0);ENDdecoder3to8;ARCHITECTUREbehaveOFdecoder3to8ISBEGINPROCESS(input)BEGINoutput0);output(CONV_INTEGER(input)=1;ENDPROCESS;ENDbehave;,4.3VHDL操作符,表4-1VHDL操作符列表,表4-1VHDL操作符列表,接上页,表4-2VHDL操作符优先级,【例4.2】SIGNALa，b，c:STD_LOGIC_VECTOR(3.1DOWNTO0)；SIGNALd，e，f，g:STD_LOGIC_VECTOR(1DOWNTO0)；SIGNALh，I，j，k:STD_LOGIC；SIGNALl，m，n，o，p:BOOLEAN；.a=bANDc;-b、c相与后向a赋值，a、b、c的数据类型同属4位长的位矢量d=eORfORg;-两个操作符OR相同，不需括号h=(iNANDj)NANDk；-NAND不属上述三种算符中的一种，必须加括号l=(mXORn)AND(oXORp);-操作符不同，必须加括号h=iANDjANDk;-两个操作符都是AND，不必加括号h=iANDjORk;-两个操作符不同，未加括号，表达错误a=bANDe;-操作数b与e的位矢长度不一致，表达错误h=iORl;-i的数据类型是位STD_LOGIC，而l的数据类型是.-布尔量BOOLEAN，因而不能相互作用，表达错误。,4.3.1逻辑操作符,4.3.2关系操作符,【例4-3】ENTITYrelational_ops_1ISPORT(a，b:INBITVECTOR(0TO3);m:OUTBOOLEAN);ENDrelational_ops_1;ARCHITECTUREexampleOFrelational_ops_1ISBEGINoutput”(大于)、“=”(大于等于)“=”(小于等于),4.3.3算术操作符,表4-3算术操作符分类表,1.求和操作符,【例4-4】VARIABLEa，b，c,d，e,f:INTEGERRANGE0TO255;.a:=b+c;d:=ef;,【例4-5】PROCEDUREadding_e(a:ININTEGER;b:INOUTINTEGER)IS.b:=a+b;,【例4-6】PACKAGEexample_arithmeticISTYPEsmall_INtISRANGE0TO7;ENDexample_arithmetic;USEWORK.example_arithmetic.ALL;ENTITYarithmeticISPORT(a，b:INSMALL_INT;c:OUTSMALL_INT);ENDarithmetic;ARCHITECTUREexampleOFarithmeticISBEGINc=a+b;ENDexample;,2.求积操作符,4.3.3算术操作符,3.符号操作符,求积操作符包括*(乘)、/(除)、MOD(取模)和REM(取余)四种操作符。,符号操作符“+”和“”的操作数只有一个,3.3.3算术操作符,4.混合操作符,【例4.7】SIGNALa，b:INTEGERRANGE8to7;SIGNALc:INTEGERRANGE0to15;SIGNALd:INTEGERRANGE0to3.1;a=ABS(b);c=2*d;,混合操作符包括乘方“*”操作符和取绝对值“ABS”操作符两种,【例4.8】LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITYdecoder3to8ISport(input:INSTD_LOGIC_VECTOR(2DOWNTO0);outp