VHDL语言的数据类型及运算课件.ppt

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1、第三章VHDL语言的数据类型及运算操作符9/9/20211本章内容VHDL语言的客体及其分类信号变量常量文件VHDL语言的数据类型标准的数据类型用户自定义数据类型VHDL语言的运算操作符逻辑运算符算术运算符关系运算符9/9/202123.1VHDL语言的客体及其分类在VHDL语言中可以赋予一个值的对象，称为客体（数据对象），也即可以存放信息的容器。客体类别：信号（Signal）变量（Variable）常数（Constant）文件（File）9/9/20213VHDL语言三类客体的含义和说明场合block9/9/20214电

2、子电路设计中，信号、变量、常数、文件四类客体的物理含义：信号对应物理设计中的某一条硬件连接线；常数对应数字电路中的电源和地等；变量的对应关系不太直接，通常用于暂时数据的局部存储，用于硬件特性的高层次描述的建模计算。文件没有直接物理对应关系，它可用参数向子程序传递数据，通过子程序对文件进行读、写操作。（93版）9/9/202151.常数（Constant）1)常数的作用保证常数所描述的数据在程序中不会因误操作被改变；对程序中的某些关键数值进行命名，可以提高程序的可读性；将出现次数较多的关键数值用常数表示，可使程序易于修改：只

3、须修改常数就可以替换所有相关数值。constant常数名:数据类型:=表达式；2)常数说明的一般格式9/9/20216常数一旦被赋值就不能再改变；如上面的vcc被赋值为5.0，则在所有的VHDL语言程序中就被固定为5.0；它不象变量和信号那样，可以被任意代入不同的数值。常数所赋值的值应和定义的数据类型一致；constantvcc：real：=“0101”；？？3)举例：constantvcc：real：=5.0；constantdelay：time：=100ns；constantfbus：bit_vector：=“0101

4、”；这是错误的9/9/202172.变量（Variable）1)变量的作用变量是局部量，用在进程、函数语句和过程语句中作为局部的数据存储；用于描述算法和方便程序中的数值运算。variable变量名：数据类型约束条件：=表达式；2)变量说明语句的格式9/9/202184)变量的赋值变量不与任何实际电路连线对应，变量的赋值是即时性的；变量的赋值使用“:=”。3)举例variablex，y：integer；variablecount：integerrange0to255：=10；若tmp1，tmp2，tmp3都是变量，下式正确吗

5、？tmp3：=tmp1+tmp2after10ns；上式是错误的9/9/202193.信号（Signal）1)信号的作用信号是一个全局量，在architecture、package、entity、block中说明，是内部硬件连接的抽象；可以用来进行进程之间的通信。FunctionalBlock:MUX(signals)FunctionalBlock:REGISTERS(signals)processprocesssignalssignalssignalssignals9/9/202110信号除了没有数据流动方向说明之外，其

6、它性质与“端口”概念一致；signal信号名:数据类型约束条件:=表达式；2)信号说明语句的格式可以将信号理解为“实体内部不限定数据流方向的端口”，或者将端口理解为“限定数据流动方向的信号”。9/9/202111信号代入时可以附加延时比如：若s1、s2都是信号，则s1<=s2after10ns；表示s2的值经10ns的延时以后被代入s1中。目标信号名<=表达式；3)举例signalsys_clk：bit:=‘0’；signalground：bit:=‘0’；4)信号的赋值9/9/202112SignalUsedAsanIn

7、terconnectrtghqbSignalDeclarationInsideArchitecturer,t,g,h,andqbAreSignals(byDefault)qaIsaBuriedSignalandNeedstoBeDeclaredLIBRARYIEEE;USEIEEE.std_logic_1164.all;ENTITYsimpISPORT(r,t,g,h:INSTD_LOGIC;qb:OUTSTD_LOGIC);ENDENTITYsimp;ARCHITECTURElogicOFsimpISSIGNALqa:S

8、TD_LOGIC;BEGINqa<=rort;qb<=(qaandnot(gxorh));ENDARCHITECTURElogic;9/9/202113信号和变量值代入的区别1）代入形式不同变量“:=”信号“<=”；2）操作过程不同变量即时赋值;信号代入语句的处理与代入过程是分开进行的，语句执行但信号值