VHDL語(yǔ)言中信號(hào)的不同形式設(shè)置

摘要：通過(guò)一個(gè)偶同位產(chǎn)生器邏輯功能的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，介紹了VHDL語(yǔ)言中信號(hào)設(shè)置的不同方 式及注意事項(xiàng)，并給出了完整的程序代碼。

關(guān)鍵詞：VHDL；程序

1概述

VHDL是一種快速的電路設(shè)計(jì)工具，功能涵蓋 了電路描述、電路合成、電路仿真等三大電路設(shè)計(jì)工作。目前廣泛使用的軟件有Altera公司出品的MAX+PLUSII，Xinlinx公司的Foundation等。

VHDL語(yǔ)言中有兩種基本的語(yǔ)句命令：并行同 時(shí)語(yǔ)句命令以及順序語(yǔ)句命令。兩者之間最大的不同點(diǎn)是，并行同時(shí)語(yǔ)句命令就像是電路板的動(dòng)作方 式，不論幾個(gè)命令，是一次且同時(shí)執(zhí)行，產(chǎn)生結(jié)果；順序語(yǔ)句命令類似一般的程序語(yǔ)言，如BASIC等的執(zhí)行方式，是一次一個(gè)命令，且依書(shū)寫(xiě)方式由上而下地執(zhí)行。

并行同時(shí)語(yǔ)句命令主要有以下幾種表達(dá)方式： 直接設(shè)置語(yǔ)句(使用=運(yùn)算符)、條件式信號(hào)設(shè)置語(yǔ)句(When-Else)與選擇式信號(hào)設(shè)置語(yǔ)句(With-Select-When)等；

順序語(yǔ)句命令主要有以下幾種表達(dá)方式：Pro cess(過(guò)程)、If-Else(判斷比較)、Wait Until(等待)、Case-Is-When(描述選擇)等。

熟練而靈活地使用上述兩類命令，可以節(jié)省大 量的工作量，使程序簡(jiǎn)單直觀、可讀性增強(qiáng)而且有利于提高程序的編譯執(zhí)行效率。

在數(shù)據(jù)通信過(guò)程中，同位器與同位檢查器常用 于數(shù)據(jù)糾錯(cuò)。本文就以一個(gè)簡(jiǎn)單偶同位產(chǎn)生器(Even Parity Bit Generator)真值表功能的實(shí)現(xiàn)方法來(lái)探討上述表達(dá)方式選擇問(wèn)題，以及編程 過(guò)程中的注意事項(xiàng)。

2編程舉例

例：試設(shè)計(jì)VHDL程序完成如表1偶同位器的 真值表功能：

分析：由真值表可以看出，所要實(shí)現(xiàn)的是一個(gè)由三個(gè)數(shù)據(jù)位、一個(gè)同位位組成的偶同位產(chǎn)生器功 能。不難得出各位之間的簡(jiǎn)單邏輯關(guān)系：P=S0S1S2 。但是本文的主要目的在于通過(guò)此例闡述如何靈活運(yùn)用不同的基本表達(dá)式設(shè)置信號(hào)，因此 某些可能更加簡(jiǎn)單的方法以及比較高級(jí)一點(diǎn)語(yǔ)句本文不予詳細(xì)討論。

解：(注：VHDL語(yǔ)言中使用“--”作為注釋符號(hào))

library ieee; ①

use ieee.std_logic_1164.all;

use ieee.std_logic_arith.all;

use ieee.std_logic_unsigned.

all;

ENTITY hf is --假設(shè)建立的芯片電路名稱以及保存后的文件名為“hf”；

Port(
s: in std_logic_vector(2 downto 0);
z: out std_logic　　--最后一個(gè)管腳定義命令后面，不可加分號(hào)；
);

end hf; --應(yīng)該保證電路單元名稱與存盤(pán)的文件名一致，否則編譯時(shí) 出錯(cuò)；

ARCHITECTURE a OF hf IS

Begin --以上是本例題解答過(guò)程中的公共部分，其后分別接各解法語(yǔ)句。

--******************************

--解法1：使用“hen -Else”表達(dá)方式②

z=‘0’when (s=000) else --此語(yǔ)句只能將s的各個(gè)值分開(kāi)寫(xiě)，而不能寫(xiě)成如下形式：

0’ when (s=011) else -- z=‘0’

when (s=000 or s=011 or s=110 or s=111)

0’ when (s=110) else -- else ‘1’;

‘0’ when (s=111) else

‘1’ when (s=001) else

‘1’ when (s=001) else

‘1’ when (s=001) else

‘1’;

End a;

--解法2：使用With -Select -When表達(dá)方式：

With s Select

z=‘0’ when 000, --注意：除了最后一句的語(yǔ)句結(jié)束標(biāo)志是分號(hào)外，其余各句均是逗號(hào)；

‘0’ when 011,

‘0’ when 110,

‘0’ when 111, -- when后選擇信號(hào)的值也只能分別列出，不可寫(xiě)成組合條件形式。
‘1’ when others;
End a;

--解法3：使用“If-Else”表達(dá)方式：

Process--If-Else語(yǔ)句必須要與process配合使用；

Begin --Process中此句必不可少，否則編譯時(shí)出錯(cuò)；

if s=000 or s=011 or s=110 or s=111 then --If后若為組合條件可用括號(hào)也可不用；

z=‘0’;
else
z=‘1’;
end if;
end process;
End a;

--解法4：使用“Case-Is-When”表達(dá)方式：

Process --“Case-Is-When”也只能與“Process”配合使用；

Begin

case s is

when 000|011|110|111 =>

--此處不能將“|”改成“or”但可以像解法1或解法1或解法2那樣將不同信號(hào)值分開(kāi)寫(xiě)；

when others=> --When句末尾是“=>”而不是逗號(hào)或者分號(hào)。

z=‘1’;
end case;