EDA技術(shù)及應(yīng)用_第5章_3_2013

1、1VHDLVHDL程序的常用語(yǔ)句程序的常用語(yǔ)句 5.3 VHDL5.3 VHDL并行語(yǔ)句（并行語(yǔ)句（Concurrent Statements） 并行語(yǔ)句是指語(yǔ)句的執(zhí)行順序與語(yǔ)句的書寫順序無(wú)關(guān)，其執(zhí)行是并發(fā)執(zhí)并行語(yǔ)句是指語(yǔ)句的執(zhí)行順序與語(yǔ)句的書寫順序無(wú)關(guān)，其執(zhí)行是并發(fā)執(zhí)行的語(yǔ)句，并行語(yǔ)句之間可以有信息的交流，也可以互為獨(dú)立、互不相關(guān)。行的語(yǔ)句，并行語(yǔ)句之間可以有信息的交流，也可以互為獨(dú)立、互不相關(guān)。每一個(gè)并發(fā)描述語(yǔ)句的內(nèi)部語(yǔ)句可以有兩種不同的運(yùn)行方式，即并行方式和每一個(gè)并發(fā)描述語(yǔ)句的內(nèi)部語(yǔ)句可以有兩種不同的運(yùn)行方式，即并行方式和順序方式。順序方式。VHDLVHDL結(jié)構(gòu)體中的并行語(yǔ)句主要有八種：

2、結(jié)構(gòu)體中的并行語(yǔ)句主要有八種：并行語(yǔ)句在結(jié)構(gòu)體中的使用格式如下：并行語(yǔ)句在結(jié)構(gòu)體中的使用格式如下： ARCHITECTURE ARCHITECTURE 結(jié)構(gòu)體名結(jié)構(gòu)體名 OFOF 實(shí)體名實(shí)體名 ISIS 說(shuō)明語(yǔ)句說(shuō)明語(yǔ)句； BEGINBEGIN 并行語(yǔ)句并行語(yǔ)句； END ARCHITECTURE END ARCHITECTURE 結(jié)構(gòu)體名結(jié)構(gòu)體名； 1 1、進(jìn)程語(yǔ)句進(jìn)程語(yǔ)句 2 2、塊語(yǔ)句、塊語(yǔ)句 3 3、并行信號(hào)賦值語(yǔ)句并行信號(hào)賦值語(yǔ)句 4 4、并行過(guò)程調(diào)用語(yǔ)句、并行過(guò)程調(diào)用語(yǔ)句 5 5、并行斷言語(yǔ)句、并行斷言語(yǔ)句 6 6、類屬語(yǔ)句、類屬語(yǔ)句 7 7、元件例化語(yǔ)句元件例化語(yǔ)句 8 8、生成

3、語(yǔ)句、生成語(yǔ)句 2并行語(yǔ)句運(yùn)行示意圖并行語(yǔ)句運(yùn)行示意圖塊語(yǔ)句塊語(yǔ)句并行語(yǔ)句并行語(yǔ)句并行語(yǔ)句順序語(yǔ)句1順序語(yǔ)句2 . 順序語(yǔ)句n進(jìn)程語(yǔ)句進(jìn)程語(yǔ)句生生成成語(yǔ)語(yǔ)句句信號(hào)信號(hào)元元件件例例化化語(yǔ)語(yǔ)句句并并行行過(guò)過(guò)程程調(diào)調(diào)用用語(yǔ)語(yǔ)句句并并行行信信號(hào)號(hào)賦賦值值語(yǔ)語(yǔ)句句信號(hào)信號(hào)信號(hào)信號(hào)信號(hào)信號(hào)信號(hào)信號(hào)ARCHITECTUREEND ARCHITECTURE35.3.1 5.3.1 進(jìn)程語(yǔ)句進(jìn)程語(yǔ)句( (Process Statement) )1. 1. 進(jìn)程語(yǔ)句格式進(jìn)程語(yǔ)句格式 PROCESSPROCESS語(yǔ)句結(jié)構(gòu)的一般表達(dá)格式如下：語(yǔ)句結(jié)構(gòu)的一般表達(dá)格式如下：一個(gè)結(jié)構(gòu)體中可以有多個(gè)進(jìn)程語(yǔ)句，同時(shí)并行執(zhí)行。一

4、個(gè)結(jié)構(gòu)體中可以有多個(gè)進(jìn)程語(yǔ)句，同時(shí)并行執(zhí)行。 進(jìn)程標(biāo)號(hào)進(jìn)程標(biāo)號(hào): : PROCESSPROCESS ( ( 敏感信號(hào)參數(shù)表敏感信號(hào)參數(shù)表 ) ) ISIS 進(jìn)程說(shuō)明部分；進(jìn)程說(shuō)明部分； BEGINBEGIN 順序描述語(yǔ)句；順序描述語(yǔ)句； END PROCESSEND PROCESS 進(jìn)程標(biāo)號(hào)進(jìn)程標(biāo)號(hào); ; 4ENTITY mul IS PORT (a, b, c, x, y : IN BIT; data_out : OUT BIT);END mul;ARCHITECTURE ex OF mul IS SIGNAL temp : BIT; BEGIN p_a: PROCESS (a, b, x)

5、 BEGIN IF (x = 0) THEN temp = a; ELSE temp = b; END IF; END PROCESS p_a; p_b: PROCESS(temp, c, y) BEGIN IF (y = 0) THEN data_out = temp; ELSE data_out = c; END IF; END PROCESS p_b;END ex;例：例：2選選12選選1abcxytempdata_out52.2.進(jìn)程語(yǔ)句要點(diǎn)進(jìn)程語(yǔ)句要點(diǎn)進(jìn)程的設(shè)計(jì)需要注意的問(wèn)題：進(jìn)程的設(shè)計(jì)需要注意的問(wèn)題： PROCESS PROCESS為一無(wú)限循環(huán)語(yǔ)句，為一無(wú)限循環(huán)語(yǔ)句，只有兩種狀態(tài)：

6、執(zhí)行和等待只有兩種狀態(tài)：執(zhí)行和等待 進(jìn)程必須由敏感信號(hào)的變化（變量不能作為敏感信號(hào)）來(lái)啟動(dòng)或具有進(jìn)程必須由敏感信號(hào)的變化（變量不能作為敏感信號(hào)）來(lái)啟動(dòng)或具有一個(gè)顯式的一個(gè)顯式的waitwait語(yǔ)句來(lái)激勵(lì)語(yǔ)句來(lái)激勵(lì) 使用了敏感表的進(jìn)程不能再含有等待語(yǔ)句使用了敏感表的進(jìn)程不能再含有等待語(yǔ)句 進(jìn)程語(yǔ)句本身是并行語(yǔ)句，但其內(nèi)部則為順序語(yǔ)句進(jìn)程語(yǔ)句本身是并行語(yǔ)句，但其內(nèi)部則為順序語(yǔ)句 信號(hào)是多個(gè)進(jìn)程間的通信線，是進(jìn)程間進(jìn)行聯(lián)系的重要途徑信號(hào)是多個(gè)進(jìn)程間的通信線，是進(jìn)程間進(jìn)行聯(lián)系的重要途徑 在任一進(jìn)程的說(shuō)明部分不能定義信號(hào)在任一進(jìn)程的說(shuō)明部分不能定義信號(hào) 一個(gè)進(jìn)程中只允許描述對(duì)應(yīng)于一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的同步時(shí)序邏

7、輯一個(gè)進(jìn)程中只允許描述對(duì)應(yīng)于一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的同步時(shí)序邏輯 進(jìn)程可以描述組合電路，最重要的是用它設(shè)計(jì)時(shí)序電路進(jìn)程可以描述組合電路，最重要的是用它設(shè)計(jì)時(shí)序電路6進(jìn)程工作原理示意圖進(jìn)程工作原理示意圖75.3.35.3.3并行信號(hào)賦值語(yǔ)句并行信號(hào)賦值語(yǔ)句( (Concurrent Signal Assignment Statement) ) 例如：例如： LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY and_gate IS PORT ( a,b : IN STD_LOGIC ; c : OUT STD_LOGIC); END and_gate; AR

8、CHITECTURE behave OF and_gate IS BEGIN c = a AND b ; END ARCHITECTURE behave；（1 1）簡(jiǎn)單信號(hào)賦值語(yǔ)句的格式：）簡(jiǎn)單信號(hào)賦值語(yǔ)句的格式： 賦值目標(biāo)賦值目標(biāo) = = 表達(dá)式表達(dá)式; ; 結(jié)構(gòu)體中的多條并發(fā)賦值語(yǔ)句是并行執(zhí)行的。結(jié)構(gòu)體中的多條并發(fā)賦值語(yǔ)句是并行執(zhí)行的。8（2 2） 條件信號(hào)賦值語(yǔ)句條件信號(hào)賦值語(yǔ)句( (Conditional Signal Assignment) )條件信號(hào)賦值語(yǔ)句的表達(dá)方式如下：條件信號(hào)賦值語(yǔ)句的表達(dá)方式如下：賦值目標(biāo)賦值目標(biāo) = = 表達(dá)式表達(dá)式 WHEN WHEN 條件條件1 1 E

9、LSEELSE 表達(dá)式表達(dá)式 WHEN WHEN 條件條件2 2 ELSEELSE . . 表達(dá)式表達(dá)式 ；條件信號(hào)賦值語(yǔ)句的幾點(diǎn)說(shuō)明：條件信號(hào)賦值語(yǔ)句的幾點(diǎn)說(shuō)明：1 1）只有當(dāng)條件滿足時(shí)，才能將該條件前面表達(dá)式的值賦給）只有當(dāng)條件滿足時(shí)，才能將該條件前面表達(dá)式的值賦給目標(biāo)信號(hào)；目標(biāo)信號(hào)；2 2）對(duì)條件的判斷是有順序的，條件）對(duì)條件的判斷是有順序的，條件1 1具有最高的優(yōu)先級(jí)；具有最高的優(yōu)先級(jí)；3 3）條件表達(dá)式的值應(yīng)該是布爾型數(shù)值；）條件表達(dá)式的值應(yīng)該是布爾型數(shù)值；4 4）條件的最后一個(gè)表達(dá)式不含有）條件的最后一個(gè)表達(dá)式不含有when when 的子句。的子句。5 5）條件信號(hào)賦值語(yǔ)句允許條

10、件重疊。）條件信號(hào)賦值語(yǔ)句允許條件重疊。9例：例：ENTITY mux IS PORT ( a，b，c : IN BIT ; p1，p2 : IN BIT ; z : OUT BIT ); END mux; ARCHITECTURE behv OF mux IS BEGIN z = a WHEN p1 = 1 ELSE -注意，第一句具有最高優(yōu)先級(jí)注意，第一句具有最高優(yōu)先級(jí) b WHEN p2 = 1 ELSE c ; END;10library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity p_encoder isport(i:in std_logic_ve

11、ctor(7 downto 0);a:out std_logic_vector(2 downto 0);end;architecture behv of p_encoder isbegina=111 when i(7)=1 else110 when i(6)=1 else101 when i(5)=1 else100 when i(4)=1 else011 when i(3)=1 else010 when i(2)=1 else001 when i(1)=1 else000 when i(0)=1 else111 ;end;例：例：8 8輸入優(yōu)先編碼器輸入優(yōu)先編碼器11（3 3） 選擇信號(hào)賦值

12、語(yǔ)句選擇信號(hào)賦值語(yǔ)句( (Selected Signal Assignment) ) 選擇信號(hào)賦值語(yǔ)句的格式如下：選擇信號(hào)賦值語(yǔ)句的格式如下： WITH WITH 選擇表達(dá)式選擇表達(dá)式 SELECTSELECT 賦值目標(biāo)信號(hào)賦值目標(biāo)信號(hào) = = 表達(dá)式表達(dá)式1 1 WHEN WHEN 選擇值選擇值1 1， 表達(dá)式表達(dá)式2 2 WHEN WHEN 選擇值選擇值2 2， . . 表達(dá)式表達(dá)式n n WHEN WHEN 選擇值選擇值n n； 選擇信號(hào)賦值語(yǔ)句中也有敏感量，即關(guān)鍵字選擇信號(hào)賦值語(yǔ)句中也有敏感量，即關(guān)鍵字WITHWITH旁邊的選旁邊的選擇信號(hào)表達(dá)式，每當(dāng)選擇表達(dá)式的值發(fā)生變化時(shí)，就啟動(dòng)此

13、語(yǔ)擇信號(hào)表達(dá)式，每當(dāng)選擇表達(dá)式的值發(fā)生變化時(shí)，就啟動(dòng)此語(yǔ)句對(duì)各子句的選擇值同時(shí)進(jìn)行測(cè)試對(duì)比，沒(méi)有優(yōu)先級(jí)之分，若句對(duì)各子句的選擇值同時(shí)進(jìn)行測(cè)試對(duì)比，沒(méi)有優(yōu)先級(jí)之分，若有滿足條件的子句時(shí)，就將此子句表達(dá)式中的值賦給賦值目標(biāo)有滿足條件的子句時(shí)，就將此子句表達(dá)式中的值賦給賦值目標(biāo)信號(hào)。信號(hào)。 12例：例：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY decoder IS PORT ( a, b, c : IN STD_LOGIC; data1,data2 : IN STD_LOGIC; dataout : OUT STD_LOGIC );END dec

14、oder;ARCHITECTURE cont OF decoder IS SIGNAL instruction : STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0) ； BEGIN instruction = c & b & a ; WITH instruction SELECT dataout = data1 AND data2 WHEN “000”， -注意，每句最后使用逗號(hào)注意，每句最后使用逗號(hào) data1 OR data2 WHEN 001 ， data1 NAND data2 WHEN 010 ， data1 NOR data2 WHEN “011” ， data1 XOR

15、data2 WHEN “100” ， data1 XNOR data2 WHEN 101 ， Z WHEN OTHERS ; -最后一句是分號(hào)最后一句是分號(hào)END cont ;13 WITH selt SELECTmuxout = 連接端口名，連接端口名，.） ；例化名例化名n n ：元件名：元件名n n PORT MAPPORT MAP（ 端口名端口名= = 連接端口名，連接端口名，.） ； 15例：按下圖電路，使用元件例化語(yǔ)句設(shè)計(jì)一個(gè)全加器例：按下圖電路，使用元件例化語(yǔ)句設(shè)計(jì)一個(gè)全加器=1=1 & &1COUTu5 cinbau4u3u2u1I2I1SUMI016程序程序1 1：調(diào)用庫(kù)中的

16、元件例化，并使用名稱關(guān)聯(lián)方式調(diào)用庫(kù)中的元件例化，并使用名稱關(guān)聯(lián)方式library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity fadd isport(a,b,cin:in std_logic;sum,cout:out std_logic);end;17ARCHITECTURE fadd_struc OF fadd IS COMPONENT and2 PORT (in1,in2: in std_logic; out: out std_logic); END COMPONENT; COMPONENT or2 PORT (in1,in2: in std_logic

17、; out: out std_logic); END COMPONENT; COMPONENT xor PORT (in1,in2: in std_logic; out: out std_logic); END COMPONENT;SIGNAL i0, i1, i2: std_logic; BEGIN18 u1: xor PORT MAP (in1=a, in2 =b, out =i0); u2: and2 PORT MAP (in1=a, in2 =b, out =i1); u3: xor PORT MAP (in1=i0, in2=cin, out=sum); u4: and2 PORT

18、MAP (in1=i0, in2=cin, out=i2); u5: or2 PORT MAP (in1=i1, in2=i2, out=cout);END fadd_struc; =1=1&1COUTu5 cinbau4u3u2u1I2I1SUMI019ARCHITECTURE fadd_struc OF fadd IS COMPONENT and2 PORT (in1,in2: in std_logic; out: out std_logic); END COMPONENT; COMPONENT or2 PORT (in1,in2: in std_logic; out: out std_l

19、ogic); END COMPONENT; COMPONENT xor PORT (in1,in2: in std_logic; out: out std_logic); END COMPONENT;SIGNAL i0, i1, i2: std_logic; BEGIN u1: xor PORT MAP (a, b, i0); u2: and2 PORT MAP (a, b, i1); u3: xor PORT MAP (i0, cin, sum); u4: and2 PORT MAP (i0, cin, i2); u5: or2 PORT MAP (i1, i2, cout);END fad

20、d_struc; 程序程序2 2：調(diào)用庫(kù)中的元件例化，并使用位置關(guān)聯(lián)方式調(diào)用庫(kù)中的元件例化，并使用位置關(guān)聯(lián)方式=1=1&1COUTu5 cinbau4u3u2u1I2I1SUMI020ARCHITECTURE fadd_struc OF fadd IS COMPONENT and2a PORT (x,y: in std_logic; z: out std_logic); END COMPONENT; COMPONENT or2a PORT (x,y: in std_logic; z: out std_logic); END COMPONENT; COMPONENT xor2 PORT (x,y

21、: in std_logic; z: out std_logic); END COMPONENT;SIGNAL i0, i1, i2: std_logic; BEGIN u1: xor2 PORT MAP (a, b, i0); u2: and2a PORT MAP (a, b, i1); u3: xor2 PORT MAP (i0, cin, sum); u4: and2a PORT MAP (i0, cin, i2); u5: or2a PORT MAP (i1, i2, cout);END fadd_struc; 程序程序3 3：調(diào)用自己設(shè)計(jì)的元件例化，并使用位置關(guān)聯(lián)方式調(diào)用自己設(shè)計(jì)的元

22、件例化，并使用位置關(guān)聯(lián)方式=1=1&1COUTu5 cinbau4u3u2u1I2I1SUMI021library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity and2a isport (x,y:in std_logic;z:out std_logic);end;architecture beh of and2a isbeginz=x and y;end;library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity or2a isport (x,y:in std_logic;z:out std_logic);end;arch

23、itecture beh of or2a isbeginz=x or y;end;library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity xor2 isport (x,y:in std_logic;z:out std_logic);end;architecture beh of xor2 isbeginz=x xor y;end;225.3.65.3.6類屬（類屬（Generic）語(yǔ)句）語(yǔ)句 ENTITY ENTITY 實(shí)體名實(shí)體名 ISIS GENERIC GENERIC （類屬表）；類屬表）； PORTPORT （端口表）；端口表）； END ENT

24、ITYEND ENTITY 文件名；文件名； 類屬語(yǔ)句用于不同層次之間的信息傳遞類屬語(yǔ)句用于不同層次之間的信息傳遞,類屬參量是一類屬參量是一種端口界面常數(shù)，常以一種說(shuō)明的形式放在實(shí)體或塊結(jié)構(gòu)種端口界面常數(shù)，常以一種說(shuō)明的形式放在實(shí)體或塊結(jié)構(gòu)體前的說(shuō)明部分。類屬和常數(shù)不同，常數(shù)只能從設(shè)計(jì)實(shí)體體前的說(shuō)明部分。類屬和常數(shù)不同，常數(shù)只能從設(shè)計(jì)實(shí)體的內(nèi)部得到賦值，且不能再改變，而類屬的值可以從設(shè)計(jì)的內(nèi)部得到賦值，且不能再改變，而類屬的值可以從設(shè)計(jì)實(shí)體的外部提供。因此設(shè)計(jì)者可以從外面通過(guò)類屬參量重實(shí)體的外部提供。因此設(shè)計(jì)者可以從外面通過(guò)類屬參量重新設(shè)定新設(shè)定,從而容易的改變一個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)體或一個(gè)元件的內(nèi)部電從

25、而容易的改變一個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)體或一個(gè)元件的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)和規(guī)模。路結(jié)構(gòu)和規(guī)模。23 類屬語(yǔ)句包括類屬語(yǔ)句包括類屬說(shuō)明語(yǔ)句類屬說(shuō)明語(yǔ)句和和類屬映射語(yǔ)句類屬映射語(yǔ)句，書寫，書寫格式分別為：格式分別為： 類屬說(shuō)明語(yǔ)句的一般格式：類屬說(shuō)明語(yǔ)句的一般格式： GENERIC GENERIC （常數(shù)名：數(shù)據(jù)類型（常數(shù)名：數(shù)據(jù)類型 ：= =設(shè)定值設(shè)定值 ； 常數(shù)名：數(shù)據(jù)類型常數(shù)名：數(shù)據(jù)類型 ：= =設(shè)定值設(shè)定值 ）；）；類屬映射語(yǔ)句的一般格式：類屬映射語(yǔ)句的一般格式： GENERIC MAP GENERIC MAP （類屬表）（類屬表）24library ieee;use ieee.std_logic_1164.al

26、l;entity fredevider isgeneric(n:integer:=4);port(clkin:in std_logic;clkout:out std_logic);end;Generic應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例1 1：25architecture beh of fredevider issignal counter:integer range 0 to n;signal clk:std_logic;beginprocess(clkin)beginif rising_edge(clkin) thenif counter=n thenclk=not clk;counter=0;elseco

27、unter=counter+1;end if;end if;end process;clkout1) port map(clk,clk1);u2:fredevider generic map(n=4) port map(clk,clk2);u3:a_21mux port map(sel,clk1,clk2,clkout);end;U1U2U3285.3.85.3.8生成語(yǔ)句生成語(yǔ)句 （Generate Statement） 生成語(yǔ)句的主要功能是能夠進(jìn)行復(fù)制，簡(jiǎn)化有規(guī)則設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的邏輯描述。生成語(yǔ)句的主要功能是能夠進(jìn)行復(fù)制，簡(jiǎn)化有規(guī)則設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的邏輯描述。 生成語(yǔ)句的語(yǔ)句格式有如下兩種形式：生成語(yǔ)句

28、的語(yǔ)句格式有如下兩種形式：forfor語(yǔ)句形式語(yǔ)句形式 和和 IFIF語(yǔ)句形式語(yǔ)句形式標(biāo)號(hào)：標(biāo)號(hào)： ForFor 循環(huán)變量循環(huán)變量 ININ 取值范圍取值范圍 GenerateGenerate 說(shuō)明語(yǔ)句說(shuō)明語(yǔ)句 并行語(yǔ)句并行語(yǔ)句 End GenerateEnd Generate 標(biāo)號(hào)標(biāo)號(hào) ； 對(duì)于對(duì)于forfor語(yǔ)句的結(jié)構(gòu)，主要用來(lái)描述設(shè)計(jì)中的一些有規(guī)律的單元結(jié)構(gòu)。語(yǔ)句的結(jié)構(gòu)，主要用來(lái)描述設(shè)計(jì)中的一些有規(guī)律的單元結(jié)構(gòu)。 生成參數(shù)（循環(huán)變量）是自動(dòng)產(chǎn)生的，它是一個(gè)局部變量，根據(jù)取值范生成參數(shù)（循環(huán)變量）是自動(dòng)產(chǎn)生的，它是一個(gè)局部變量，根據(jù)取值范圍自動(dòng)遞增或遞減。取值范圍的語(yǔ)句格式，有兩種形式：圍

29、自動(dòng)遞增或遞減。取值范圍的語(yǔ)句格式，有兩種形式： 表達(dá)式表達(dá)式 TO TO 表達(dá)式表達(dá)式 ; - ; - 遞增方式，如遞增方式，如 1 1 TO 5TO 5 表達(dá)式表達(dá)式 DOWNTO DOWNTO 表達(dá)式表達(dá)式 ; - ; - 遞減方式，如遞減方式，如 5 5 DOWNTO 1DOWNTO 1 其中的表達(dá)式必須是整數(shù)。其中的表達(dá)式必須是整數(shù)。 29 對(duì)于對(duì)于if if 語(yǔ)句的結(jié)構(gòu)，主要用來(lái)描述設(shè)計(jì)中不規(guī)則的單元語(yǔ)句的結(jié)構(gòu)，主要用來(lái)描述設(shè)計(jì)中不規(guī)則的單元結(jié)構(gòu)，如某些邊界條件的特殊性。該語(yǔ)句中，若條件為真，結(jié)構(gòu)，如某些邊界條件的特殊性。該語(yǔ)句中，若條件為真，則執(zhí)行生成語(yǔ)句中的并行語(yǔ)句，若為假則不

30、執(zhí)行該語(yǔ)句。則執(zhí)行生成語(yǔ)句中的并行語(yǔ)句，若為假則不執(zhí)行該語(yǔ)句。 標(biāo)號(hào)：標(biāo)號(hào)：IFIF 條件條件 GenerateGenerate 說(shuō)明說(shuō)明 并行語(yǔ)句并行語(yǔ)句 End GenerateEnd Generate 標(biāo)號(hào)標(biāo)號(hào) ；30兩種格式都由四部分組成：兩種格式都由四部分組成：（1 1）生成方式：有）生成方式：有forfor和和ifif語(yǔ)句結(jié)構(gòu)，規(guī)定并行語(yǔ)句的語(yǔ)句結(jié)構(gòu)，規(guī)定并行語(yǔ)句的 復(fù)制方式復(fù)制方式（2 2）說(shuō)明部分：對(duì)數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)對(duì)象等進(jìn)行一些說(shuō)明）說(shuō)明部分：對(duì)數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)對(duì)象等進(jìn)行一些說(shuō)明（3 3）并行語(yǔ)句：是復(fù)制的基本單元）并行語(yǔ)句：是復(fù)制的基本單元（4 4）標(biāo)號(hào)：標(biāo)號(hào)是必須的）標(biāo)號(hào)：標(biāo)

31、號(hào)是必須的下面是使用生成語(yǔ)句產(chǎn)生的下面是使用生成語(yǔ)句產(chǎn)生的8 8個(gè)相同的電路模塊的示例個(gè)相同的電路模塊的示例31 COMPONENT comp PORT ( INPUT : IN STD_LOGIC ； OUTPUT : OUT STD_LOGIC ); END COMPONENT ; SIGNAL a : STD_LOGIC_VECTOR(0 TO 7)； SIGNAL b : STD_LOGIC_VECTOR(0 TO 7)； gen : FOR i IN aRANGE GENERATE - aRANGEaRANGE為數(shù)據(jù)區(qū)間類屬性為數(shù)據(jù)區(qū)間類屬性 u1: comp PORT MAP (I

32、NPUT=a(i)，OUTPUT=b(i); 名稱映射名稱映射 END GENERATE gen； .C O M PI N P U TO U T P U TC O M PI N P U TO U T P U TC O M PI N P U TO U T P U Ta 0 b 0 a 1 b 1 a 7 b 7 . . .32LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY Latch_1 IS PORT( D : IN STD_LOGIC; ENA : IN STD_LOGIC; Q : OUT STD_LOGIC );END ENTITY Lat

33、ch_1 ;ARCHITECTURE one OF Latch_1 IS SIGNAL sig_save : STD_LOGIC; BEGIN PROCESS (D, ENA) BEGIN IF ENA = 1 THEN sig_save = D ; END IF ; Q = sig_save ; END PROCESS ;END ARCHITECTURE one; 下面為使用元件例化語(yǔ)句和下面為使用元件例化語(yǔ)句和FOR_GENERATEFOR_GENERATE語(yǔ)句完成一個(gè)語(yǔ)句完成一個(gè)8 8位三位三態(tài)鎖存器的設(shè)計(jì)的例子態(tài)鎖存器的設(shè)計(jì)的例子1. 1. 設(shè)計(jì)底層的設(shè)計(jì)底層的1 1位鎖存器：位鎖存器

34、：332. 2. 設(shè)計(jì)頂層的設(shè)計(jì)頂層的8 8位鎖存器位鎖存器LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY SN74373 IS PORT ( D : IN STD_LOGIC_VECTOR( 8 DOWNTO 1 ); OEN ,G : IN STD_LOGIC; Q : OUT STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 1); END ENTITY SN74373; ARCHITECTURE one OF SN74373 IS COMPONENT Latch_1 PORT ( D, ENA : IN STD_LOGIC; Q : O

35、UT STD_LOGIC ); END COMPONENT; SIGNAL sig_mid : STD_LOGIC_VECTOR( 8 DOWNTO 1 ); BEGIN GeLatch : FOR i IN 1 TO 8 GENERATE Latchx : Latch_1 PORT MAP (D(i),G,sig_mid(i); -位置映射位置映射 END GENERATE; Q = sig_mid WHEN OEN = 0 ELSE ZZZZZZZZ; -當(dāng)當(dāng)OEN=1時(shí)，時(shí)，Q(8)-Q(1)輸出狀態(tài)呈高阻態(tài)輸出狀態(tài)呈高阻態(tài)END ARCHITECTURE one; 345.4 5.4

36、順序語(yǔ)句（順序語(yǔ)句（Sequential Statements） 順序語(yǔ)句和并行語(yǔ)句是順序語(yǔ)句和并行語(yǔ)句是VHDLVHDL中的兩大基本描述語(yǔ)句系列。中的兩大基本描述語(yǔ)句系列。順序語(yǔ)句的特點(diǎn)：順序語(yǔ)句的特點(diǎn)：n 語(yǔ)句的執(zhí)行和書寫順序相同。語(yǔ)句的執(zhí)行和書寫順序相同。n 順序語(yǔ)句只能應(yīng)用在進(jìn)程和子程序中。順序語(yǔ)句只能應(yīng)用在進(jìn)程和子程序中。VHDLVHDL中常用的幾種順序描述語(yǔ)句：中常用的幾種順序描述語(yǔ)句：l 信號(hào)賦值語(yǔ)句（信號(hào)賦值語(yǔ)句（signal assignment statements） =l 變量賦值語(yǔ)句（變量賦值語(yǔ)句（variable assignment statements） :=:=

37、l wait wait語(yǔ)句語(yǔ)句l if if 語(yǔ)句語(yǔ)句l case case 語(yǔ)句語(yǔ)句l looploop語(yǔ)句語(yǔ)句l nextnext語(yǔ)句語(yǔ)句l exitexit語(yǔ)句語(yǔ)句-綜合器不支持綜合器不支持l null null 語(yǔ)句語(yǔ)句l return return 語(yǔ)句語(yǔ)句-綜合器不支持綜合器不支持l 斷言（斷言（assertionassertion）語(yǔ)句）語(yǔ)句-仿真時(shí)用仿真時(shí)用355.4.2 if5.4.2 if語(yǔ)句語(yǔ)句（If Statements）ifif語(yǔ)句是一種條件語(yǔ)句，其基本結(jié)構(gòu)有四種：語(yǔ)句是一種條件語(yǔ)句，其基本結(jié)構(gòu)有四種：1.1.ifif 條件句條件句 thenthen 順序語(yǔ)句；順序語(yǔ)

38、句； end ifend if；2.2.ifif 條件句條件句 thenthen 順序語(yǔ)句；順序語(yǔ)句； elseelse 順序語(yǔ)句；順序語(yǔ)句； end ifend if； 4.4.ifif 條件句條件句 thenthen ifif 條件句條件句 thenthen end ifend if； end ifend if；3.3.ifif 條件句條件句 thenthen 順序語(yǔ)句；順序語(yǔ)句； elsifelsif 條件句條件句 thenthen 順序語(yǔ)句；順序語(yǔ)句； elseelse 順序語(yǔ)句；順序語(yǔ)句； end ifend if；361.1.ifif 條件句條件句 thenthen 順序語(yǔ)句；順序

39、語(yǔ)句； end ifend if；注意：沒(méi)有注意：沒(méi)有ELSE的的IF語(yǔ)句，屬于不完備的語(yǔ)句，屬于不完備的IF語(yǔ)句，語(yǔ)句，在綜合時(shí)一般會(huì)生成一個(gè)時(shí)序電路。在綜合時(shí)一般會(huì)生成一個(gè)時(shí)序電路。 library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity dff1 is port ( d,clk:in std_logic; q:out std_logic);end dff1;architecture rtl of dff1 isbegin process（clk） begin if clk event and clk=1 then q=d; end if；end p

40、rocess;end rtl;例：例：D D觸發(fā)器觸發(fā)器372.2.ifif 條件句條件句 thenthen 順序語(yǔ)句；順序語(yǔ)句； elseelse 順序語(yǔ)句；順序語(yǔ)句； end ifend if； 注意：有注意：有ELSE的的IF語(yǔ)句，在綜合時(shí)一般會(huì)生成一語(yǔ)句，在綜合時(shí)一般會(huì)生成一個(gè)二選一的組合電路。個(gè)二選一的組合電路。 library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity mux2 isport ( a,b,sel :in std_logic; c:out std_logic);end mux2;architecture rtl of mux2 i

41、sbegin process(a,b,sel)begin if sel=1 then c=a; else c=b; end if;end process;end rtl;例：例：2 2選選1 1數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器383.3.ifif 條件句條件句 thenthen 順序語(yǔ)句；順序語(yǔ)句； elsifelsif 條件句條件句 thenthen 順序語(yǔ)句；順序語(yǔ)句； elseelse 順序語(yǔ)句；順序語(yǔ)句； end ifend if； 這種多選擇控制的這種多選擇控制的IFIF語(yǔ)句，它設(shè)置了多個(gè)條件，當(dāng)滿足所設(shè)的多語(yǔ)句，它設(shè)置了多個(gè)條件，當(dāng)滿足所設(shè)的多個(gè)條件之一時(shí)，就執(zhí)行該條件后的順序語(yǔ)句，并不再判斷

42、其它條件，個(gè)條件之一時(shí)，就執(zhí)行該條件后的順序語(yǔ)句，并不再判斷其它條件，直接結(jié)束直接結(jié)束ifif語(yǔ)句的執(zhí)行。當(dāng)所設(shè)置的條件都不滿足時(shí)，程序執(zhí)行語(yǔ)句的執(zhí)行。當(dāng)所設(shè)置的條件都不滿足時(shí)，程序執(zhí)行elseelse和和end ifend if之間的順序語(yǔ)句。之間的順序語(yǔ)句。 此語(yǔ)句用于有優(yōu)先級(jí)的條件判斷，因此各條件式中的條件可以重此語(yǔ)句用于有優(yōu)先級(jí)的條件判斷，因此各條件式中的條件可以重疊。如果所需判斷的條件沒(méi)有優(yōu)先級(jí)的差別，且條件之間沒(méi)有重疊的疊。如果所需判斷的條件沒(méi)有優(yōu)先級(jí)的差別，且條件之間沒(méi)有重疊的情況，建議使用情況，建議使用casecase語(yǔ)句。語(yǔ)句。 39例：四選一的數(shù)據(jù)選擇器。例：四選一的數(shù)據(jù)選

43、擇器。 library ieee;library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_1164.all;entity mux4 isentity mux4 isport (input:in std_logic_vector(3 downto 0);port (input:in std_logic_vector(3 downto 0); sel:in std_logic_vector(1 downto 0); sel:in std_logic_vector(1 downto 0); y: out std_logic); y: o

44、ut std_logic);end mux4;end mux4;architecture rtl of mux4 isarchitecture rtl of mux4 isbeginbeginprocess(sel,input)process(sel,input)40beginbegin ifif sel=“00” sel=“00” thenthen y=input(0); y=input(0); elsifelsif sel=“01” sel=“01” thenthen y=input(1); y=input(1); elsifelsif sel=“10” sel=“10” thenthen

45、 y=input(2); y=input(2); elseelse y=input(3) y=input(3)； end if;end if;end process;end process;end rtl;end rtl;41例：用例：用IFIF語(yǔ)句設(shè)計(jì)一個(gè)語(yǔ)句設(shè)計(jì)一個(gè)3838譯碼器。譯碼器。 LIBRARY IEEE;LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY decode3_8 ISENTITY decode3_8 IS PORT ( a,b,c: IN STD_LOGIC; POR

46、T ( a,b,c: IN STD_LOGIC; y: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); y: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);END decode3_8;END decode3_8;ARCHITECTURE one OF decode3_8 ISARCHITECTURE one OF decode3_8 ISSIGNAL comb: STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);SIGNAL comb: STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);BEGINBEGIN comb=c & b & a;

47、 comb=c & b & a;42process(comb)process(comb)beginbegin ifif comb=“000” comb=“000” then then y=“11111110”y=“11111110”； elsifelsif comb=“001” comb=“001” then then y=“11111101” y=“11111101”； elsifelsif comb=“010” comb=“010” thenthen y=“11111011” y=“11111011”； elsif elsif comb=“011” comb=“011” thenthen

48、y=“11110111” y=“11110111”； elsifelsif comb=“100” comb=“100” thenthen y=“11101111” y=“11101111”； elsifelsif comb=“101” comb=“101” thenthen y=“11011111” y=“11011111”； elsifelsif comb=“110” comb=“110” then then y=“10111111” y=“10111111”； elsifelsif comb=“111” comb=“111” then then y=“01111111 y=“0111111

49、1” ； elseelse y=“11111111” y=“11111111”； end if;end if;end process;end process;end one;end one;43LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY coder IS PORT ( din : IN STD_LOGIC_VECTOR(0 TO 7); output : OUT STD_LOGIC_VECTOR(2 TO 0) );END coder;ARCHITECTURE behav OF coder IS BEGIN PROCESS (din) BEG

50、IN IF (din(7)=0) THEN output = 000 ; ELSIF (din(6)=0) THEN output = 001 ; ELSIF (din(5)=0) THEN output = 010 ; ELSIF (din(4)=0) THEN output = 011 ; ELSIF (din(3)=0) THEN output = 100 ; ELSIF (din(2)=0) THEN output = 101 ; ELSIF (din(1)=0) THEN output = 110 ; ELSE output = 111 ; END IF ； END PROCESS

51、； END behav;例：優(yōu)先編碼器描述例：優(yōu)先編碼器描述444.4.ifif 條件句條件句 thenthen ifif 條件句條件句 thenthen end ifend if； end ifend if；IfIf語(yǔ)句可以嵌套，但層數(shù)不宜過(guò)多。語(yǔ)句可以嵌套，但層數(shù)不宜過(guò)多。45library ieee; use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity counter10 isport(en,reset,clk:in std_logic;q:buffer std_logic_vector(3 downto

52、0);co:out std_logic);end counter10;architecture behav of counter10 isbeginprocess(clk,reset,en)beginif reset=1 thenq=0000;elsif clkevent and clk=1 thenif en=1 thenif q1001 then q=q+1;else q=0000;end if;end if;end if;end process;co= 順序語(yǔ)句；順序語(yǔ)句； When When 選擇值選擇值 = 順序語(yǔ)句；順序語(yǔ)句； . . When Others= When Other

53、s= 順序語(yǔ)句；順序語(yǔ)句； END CASEEND CASE ；選擇值可以有四種不同的表達(dá)方式：選擇值可以有四種不同的表達(dá)方式： 單個(gè)普通數(shù)值，如單個(gè)普通數(shù)值，如6 6。 數(shù)值選擇范圍，如數(shù)值選擇范圍，如(2 TO 4)(2 TO 4)，表示取值為，表示取值為2 2、3 3或或4 4。 并列數(shù)值，如并列數(shù)值，如3 3 5 5，表示取值為，表示取值為3 3或者或者5 5。 WHEN OTHERSWHEN OTHERS， CASE CASE語(yǔ)句也只能在進(jìn)程中使用，當(dāng)執(zhí)行到語(yǔ)句也只能在進(jìn)程中使用，當(dāng)執(zhí)行到CASECASE語(yǔ)句時(shí)，首先計(jì)語(yǔ)句時(shí)，首先計(jì)算算CASECASE和和ISIS之間的表達(dá)式的值，然

54、后根據(jù)條件語(yǔ)句中與之相對(duì)應(yīng)的之間的表達(dá)式的值，然后根據(jù)條件語(yǔ)句中與之相對(duì)應(yīng)的選擇值來(lái)執(zhí)行相應(yīng)的順序語(yǔ)句，最后結(jié)束選擇值來(lái)執(zhí)行相應(yīng)的順序語(yǔ)句，最后結(jié)束CASECASE語(yǔ)句。語(yǔ)句。47使用使用CASE CASE 語(yǔ)句需要注意：語(yǔ)句需要注意：（1 1）條件句的取值必須在表達(dá)式的取值范圍之內(nèi)；）條件句的取值必須在表達(dá)式的取值范圍之內(nèi)；（2 2）除非所有條件句中的選擇值能完整覆蓋）除非所有條件句中的選擇值能完整覆蓋CASECASE語(yǔ)句中的所有語(yǔ)句中的所有表達(dá)式的取值表達(dá)式的取值, ,否則最后一個(gè)條件句中的選擇值必須為否則最后一個(gè)條件句中的選擇值必須為OTHERSOTHERS；（3 3）CASECASE語(yǔ)句的每一條件句的取值只能出現(xiàn)一次，不能有相同語(yǔ)句的每一條件句的取值只能出現(xiàn)一次，不能有相同選擇值的條件句的出現(xiàn)；選擇值的條件句的出現(xiàn)；（4 4）CASECASE語(yǔ)句執(zhí)行中必須選中且只能選擇一個(gè)條件句，這表明語(yǔ)句執(zhí)行中必須選中且只能選擇一個(gè)條件句，這表明CASECASE語(yǔ)句至少要包含一個(gè)條件句。語(yǔ)句至少要包含一個(gè)條件句。48例：例：3-83-8譯碼器譯碼器 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity decoder is port(a,b,c,G1,G2A,G2B : in std_logic; y: out