VHDL數(shù)據(jù)類型

1、VHDL數(shù)據(jù)類型      VHDL是一種強(qiáng)數(shù)據(jù)類型語(yǔ)言。     要求設(shè)計(jì)實(shí)體中的每一個(gè)常數(shù)、信號(hào)、變量、函數(shù)以及設(shè)定的各種參量都必須具有確定的數(shù)據(jù)類型，并且相同數(shù)據(jù)類型的量才能互相傳遞和作用。     VHDL數(shù)據(jù)類型分為四大類：        1標(biāo)量類型（SCALAR TYPE）；      

2、  2復(fù)合類型（COMPOSITE TYPE）；        3存取類型（ACCESS TYPE）；        4文件類型（FILES TYPE）又分為：   1預(yù)定義數(shù)據(jù)類型、   2用戶自定義數(shù)據(jù)類型1、VHDL的預(yù)定義數(shù)據(jù)類型   1）布爾量（boolean）     

3、; 布爾量具有兩種狀態(tài)：false 和 true   常用于邏輯函數(shù)，如相等（=）、比較（<）   等中作邏輯比較。   如，bit 值轉(zhuǎn)化成boolean 值：       boolean_var := (bit_var = 1);2）位（bit）    bit 表示一位的信號(hào)值。    放在單引號(hào)中，如 0 或 1。3）位矢量 （bit_

4、vector）   bit_vector 是用雙引號(hào)括起來(lái)的一組位數(shù)據(jù)。   如： “001100”       X“00B10B”4）字符（character）   用單引號(hào)將字符括起來(lái)。    variable character_var : character;     . .    Character

5、_var : = A;5）整數(shù)（integer）   integer 表示所有正的和負(fù)的整數(shù)。硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)，利用32位的位矢量來(lái)表示?？蓪?shí)現(xiàn)的整數(shù)范圍為：       -（231-1） to (231-1)    VHDL綜合器要求對(duì)具體的整數(shù)作出范圍限定，否則無(wú)法綜合成硬件電路。   如：signal s : integer range 0 to 15;   信號(hào) s 的取值范圍是0-15，可用4

6、位二進(jìn)制數(shù)表示，因此 s 將被綜合成由四條信號(hào)線構(gòu)成的信號(hào)。6）自然數(shù)（natural）和正整數(shù)（positive）   natural是integer的子類型，表示非負(fù)整數(shù)。   positive是integer的子類型，表示正整數(shù)。   定義如下：   subtype natural is integer range 0 to      integerhigh;   subtype

7、positive is integer range 1 to      integerhigh;7）實(shí)數(shù)（REAL）      或稱浮點(diǎn)數(shù)      取值范圍：-1.0E38 - +1.0E38      實(shí)數(shù)類型僅能用于VHDL仿真器，一般綜合器   不支持。8）字符串（string）   

8、60;   string 是 character 類型的一個(gè)非限定   數(shù)組。用雙引號(hào)將一串字符括起來(lái)。如：      variable string_var : string(1 to 7);             string_var := “Rosebud”;9）時(shí)間（TIME）     由

9、整數(shù)和物理單位組成     如：55 ms，20 ns10）錯(cuò)誤等級(jí)（SEVERITY_LEVEL）    仿真中用來(lái)指示系統(tǒng)的工作狀態(tài)，共有四種：        NOTE（注意）、        WARNING（警告）、        ERROR（出錯(cuò)）、 

10、       FAILURE（失?。?、IEEE預(yù)定義標(biāo)準(zhǔn)邏輯位與矢量   1）std_logic 類型       由 ieee 庫(kù)中的std_logic_1164 程序   包定義，為九值邏輯系統(tǒng)，如下：    （U，X，0，1，Z，W，L，H，-）      U：未初始化的， X：強(qiáng)未知的，&

11、#160;     0：強(qiáng)0，        1：強(qiáng)1，      Z：高阻態(tài)，     W：弱未知的，      L：弱0，        H：弱1，     

12、0;-：忽略     由 std_logic 類型代替 bit 類型可以完成電子系統(tǒng)的精確模擬，并可實(shí)現(xiàn)常見(jiàn)的三態(tài)總線電路。2）std_logic_vector 類型   由 std_logic 構(gòu)成的數(shù)組。定義如下：      type std_logic_vector is array(natural             

13、;range<>) of std_logic;   賦值的原則：相同位寬，相同數(shù)據(jù)類型。3、用戶自定義類型   用戶自定義類型是VHDL語(yǔ)言的一大特色。   可由用戶定義的數(shù)據(jù)類型有：      1）枚舉類型、      2）整數(shù)和實(shí)數(shù)類型、      3）數(shù)組類型、    &

14、#160; 4）記錄類型、      5）子類型用類型定義語(yǔ)句TYPE和子類型定義語(yǔ)句SUBTYPE實(shí)現(xiàn)用戶自定義數(shù)據(jù)類型。    TYPE語(yǔ)句格式：例：type byte is array(7 downto 0) of bit；    variable addend : byte；    type week is (sun, mon, tue, wed, thu,   

15、60;     fri, sat);type 數(shù)據(jù)類型名   is 數(shù)據(jù)類型定義   of   基本數(shù)據(jù)類型；SUBTYPE語(yǔ)句格式：例：    subtype digits is integer range 0 to 9;    由subtype 語(yǔ)句定義的數(shù)據(jù)類型稱為子類型。subtype 子類型名 is 基本數(shù)據(jù)類型   約束范圍；1）枚舉類

16、型    枚舉該類型的所有可能的值。格式：如：type std_logic is(U，X，0，1，          Z，W，L，H，-)如：type color is(blue,green,yellow, red)；    type my_logic is (0, 1, U, Z)；    variable hue : color；   

17、0;signal sig : my_logic；    hue := blue；       sig <= Z；type 類型名稱 is (枚舉文字，枚舉文字）；枚舉類型的編碼：     綜合器自動(dòng)實(shí)現(xiàn)枚舉類型元素的編碼，一般將第一個(gè)枚舉量（最左邊）編碼為0，以后的依次加1。編碼用位矢量表示 ，位矢量的長(zhǎng)度將取所需表達(dá)的所有枚舉元素的最小值。如：type color is(blue,green,yellow,red)； 

18、   編碼為： blue=“00”;                           green=“01”;             yellow=“10”;

19、0;                   red=“11”;2）整數(shù)類型      用戶定義的整數(shù)類型是標(biāo)準(zhǔn)包中整數(shù)類型的子范圍。格式：例：type my_integer is integer range 0 to 9；3）數(shù)組類型   數(shù)組：同類型元素的集合。VHDL支持多維數(shù)組。   

20、多維數(shù)組的聲明：   type byte is array(7 downto 0) of bit；   type vector is array(3 downto 0) of byte；   限定數(shù)組、非限定數(shù)組、屬性：type 類型名稱 is range 整數(shù)范圍；限定數(shù)組：    其索引范圍有一定的限制。格式：    非限定數(shù)組：數(shù)組索引范圍被定義成一個(gè)類型范圍。格式：例：type bit_vector is array(

21、integer range <>)          of bit；    variable my_vector:bit_vector (5 downto -5)；type 數(shù)組名 is array(數(shù)組范圍) of 數(shù)據(jù)類型；type 數(shù)組名 is array(類型名稱 range <>) of 數(shù)據(jù)類型；屬性：      VHDL為多種類型定義了屬性。 

22、60;   語(yǔ)法如下：         對(duì)象屬性     VHDL為數(shù)組預(yù)先定義的屬性：         left      right         high  &#

23、160;   low         length    range         reverse_range對(duì)應(yīng)變量：        variable my_vector : bit_vector (5 downto -5)；各屬性如下：  &#

24、160;     my_vectorleft                             5        my_vectorright  

25、0;                      -5        my_vectorhigh                 &

26、#160;         5        my_vectorlow                          -5   

27、0;    my_vectorlength                       11        my_vectorrange         

28、60;        (5 downto -5)        my_vectorreverse_range        (-5 to 5)4）記錄類型      記錄是不同類型的名稱域的集合。   格式如下：     

29、;訪問(wèn)記錄體元素的方式：記錄體名.元素名type 記錄類型名 is record                    元素名：數(shù)據(jù)類型名；                    元素名：數(shù)據(jù)類型名；

30、                           end   record；例：    constant len:integer:= 8 ;subtype byte_vec is bit_vector(len-1 downto 0);type byte_a

31、nd_ix is record       byte : byte_vec;         ix : integer range 0 to len;end record ;signal x, y, z : byte_and_ix ;signal data : byte_vec ;signal num : integer ;         

32、60;     .x.byte <= “11110000” ;x.ix <= 2 ;data <= y.byte ;num <= y.ix ;z <= x ;5）子類型      子類型是已定義的類型或子類型的一個(gè)子集。格式：             例：   bit_vector 類型定義如下：   type bit_vector is array (natural range <>)        of bit；   如設(shè)計(jì)中只用16bit；可定義子類型如下：   subtype my_vector is bit_vector(0 to 15)；注：子類型與