EAD課程第5章VHDL順序語(yǔ)句

1、1 2 VHDLVHDL語(yǔ)言的描述語(yǔ)句主要用來(lái)描述系統(tǒng)的硬件語(yǔ)言的描述語(yǔ)句主要用來(lái)描述系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)、行為功能及信號(hào)之間的邏輯關(guān)系。分為順序結(jié)構(gòu)、行為功能及信號(hào)之間的邏輯關(guān)系。分為順序語(yǔ)句和并行語(yǔ)句兩大類。語(yǔ)句和并行語(yǔ)句兩大類。 順序語(yǔ)句是按照語(yǔ)句書(shū)寫(xiě)的前后順序自上而下、順序語(yǔ)句是按照語(yǔ)句書(shū)寫(xiě)的前后順序自上而下、一條接一條地按順序執(zhí)行，用來(lái)定義進(jìn)程、過(guò)程和一條接一條地按順序執(zhí)行，用來(lái)定義進(jìn)程、過(guò)程和函數(shù)的行為。函數(shù)的行為。 并行語(yǔ)句又稱并發(fā)語(yǔ)句，出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)體中，各并行語(yǔ)句又稱并發(fā)語(yǔ)句，出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)體中，各語(yǔ)句并行（同步）執(zhí)行，與書(shū)寫(xiě)的順序無(wú)關(guān)。語(yǔ)句并行（同步）執(zhí)行，與書(shū)寫(xiě)的順序無(wú)關(guān)。 有些語(yǔ)句既

2、可作為并行語(yǔ)句又可作為順序語(yǔ)句，有些語(yǔ)句既可作為并行語(yǔ)句又可作為順序語(yǔ)句，如賦值語(yǔ)句、過(guò)程調(diào)用語(yǔ)句和斷言語(yǔ)句。如賦值語(yǔ)句、過(guò)程調(diào)用語(yǔ)句和斷言語(yǔ)句。 3VHDL語(yǔ)言的順序描述語(yǔ)句語(yǔ)言的順序描述語(yǔ)句 順序語(yǔ)句允許按算法描述設(shè)計(jì)功能，其執(zhí)行順順序語(yǔ)句允許按算法描述設(shè)計(jì)功能，其執(zhí)行順序嚴(yán)格與書(shū)寫(xiě)順序一致，主要有：序嚴(yán)格與書(shū)寫(xiě)順序一致，主要有： 賦值語(yǔ)句賦值語(yǔ)句 流程控制語(yǔ)句流程控制語(yǔ)句 等待語(yǔ)句等待語(yǔ)句 空操作語(yǔ)句空操作語(yǔ)句 4 賦值語(yǔ)句的功能是將一個(gè)值或一個(gè)表達(dá)式的運(yùn)賦值語(yǔ)句的功能是將一個(gè)值或一個(gè)表達(dá)式的運(yùn)算結(jié)果傳遞給某一數(shù)據(jù)對(duì)象，如信號(hào)、變量或由它算結(jié)果傳遞給某一數(shù)據(jù)對(duì)象，如信號(hào)、變量或由它們組成

3、的數(shù)組。們組成的數(shù)組。 通過(guò)賦值語(yǔ)句，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)實(shí)體內(nèi)部的數(shù)據(jù)通過(guò)賦值語(yǔ)句，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)實(shí)體內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳送，以及端口外部數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)。傳送，以及端口外部數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)。 賦值語(yǔ)句由賦值源、賦值目標(biāo)和賦值符構(gòu)成。賦值語(yǔ)句由賦值源、賦值目標(biāo)和賦值符構(gòu)成。 要求賦值源和賦值目標(biāo)的數(shù)據(jù)類型必須相同。要求賦值源和賦值目標(biāo)的數(shù)據(jù)類型必須相同。 根據(jù)賦值對(duì)象（賦值目標(biāo)）的不同，賦值語(yǔ)句根據(jù)賦值對(duì)象（賦值目標(biāo)）的不同，賦值語(yǔ)句可分為信號(hào)賦值和變量賦值兩種。可分為信號(hào)賦值和變量賦值兩種。 5.1 5.1 賦值語(yǔ)句賦值語(yǔ)句 5 變量賦值具有即時(shí)性、局部性，并且變量賦值變量賦值具有即時(shí)性、局部性，并且變量賦值只限定在進(jìn)

4、程和子程序中，賦值符用只限定在進(jìn)程和子程序中，賦值符用“:=”:=”表示。表示。 （1 1）變量賦值語(yǔ)句變量賦值語(yǔ)句 格式：格式： 目標(biāo)變量名目標(biāo)變量名: := 賦值源；賦值源； 該語(yǔ)句是將賦值源的當(dāng)前值賦給目標(biāo)變量。要該語(yǔ)句是將賦值源的當(dāng)前值賦給目標(biāo)變量。要求賦值號(hào)兩邊變量的類型和長(zhǎng)度應(yīng)該一致。求賦值號(hào)兩邊變量的類型和長(zhǎng)度應(yīng)該一致。 例如：例如： A A : := 5.05.0； Y Y : :=00； X X := Y Y；-將數(shù)值將數(shù)值5.05.0賦值給變量賦值給變量A A -變量變量Y Y被賦值為被賦值為00 -將變量將變量Y Y的當(dāng)前值賦給目標(biāo)變量的當(dāng)前值賦給目標(biāo)變量X X 6 對(duì)于

5、數(shù)組賦值，可采用下列格式：對(duì)于數(shù)組賦值，可采用下列格式： （1 1）變量賦值語(yǔ)句變量賦值語(yǔ)句 VARIABLEVARIABLE x x，y:y: STD_LOGIC_VECTOR (STD_LOGIC_VECTOR ( 0 0 TOTO 3 3 ) )； x x : := “1011”“1011”； y y ( ( 0 0 TOTO 1 1 ) :) := “10”“10”； y y ( ( 2 2 TOTO 3 3 ) ) : := x x ( ( 1 1 TOTO 2 2 ) )； -整體賦值，數(shù)組整體賦值，數(shù)組“1011”1011”賦值賦值x x -部分賦值部分賦值, ,“10”10”賦

6、值賦值y y的部分位的部分位 - -位置關(guān)聯(lián)賦值位置關(guān)聯(lián)賦值,x,x的部分的部分位賦值位賦值y y的部分位的部分位 7 信號(hào)賦值具有延時(shí)性、全局性，賦值符用信號(hào)賦值具有延時(shí)性、全局性，賦值符用“=”表示。表示。 （2 2）信號(hào)賦值語(yǔ)句信號(hào)賦值語(yǔ)句 格式：格式： 目標(biāo)信號(hào)名目標(biāo)信號(hào)名= 賦值源；賦值源； 該語(yǔ)句是將賦值源的當(dāng)前值賦給目標(biāo)信號(hào)。要該語(yǔ)句是將賦值源的當(dāng)前值賦給目標(biāo)信號(hào)。要求賦值號(hào)兩邊信號(hào)量的類型和長(zhǎng)度應(yīng)該一致。求賦值號(hào)兩邊信號(hào)量的類型和長(zhǎng)度應(yīng)該一致。 例如：例如： Y Y =11； X X = Y Y； A A = B B ANDAND C C；- - 字符賦值，信號(hào)字符賦值，信號(hào)Y

7、 Y被賦值為被賦值為1 1- - 信號(hào)賦值，將信號(hào)信號(hào)賦值，將信號(hào)Y Y的當(dāng)前值賦給目標(biāo)信號(hào)的當(dāng)前值賦給目標(biāo)信號(hào)X X- - 表達(dá)式賦值，將表達(dá)式賦值，將B B和和C C的與邏輯賦給目標(biāo)信號(hào)的與邏輯賦給目標(biāo)信號(hào)A A8 對(duì)于數(shù)組賦值，可采用下列格式：對(duì)于數(shù)組賦值，可采用下列格式： （2 2）信號(hào)賦值語(yǔ)句信號(hào)賦值語(yǔ)句 SIGNALSIGNAL x x，y:y: STD_LOGIC_VECTOR (STD_LOGIC_VECTOR ( 0 0 TOTO 3 3 ) )； x x = “1011”“1011”； y y ( ( 0 0 TOTO 1 1 ) ) = “01”“01”； y y ( (

8、 2 2 TOTO 3 3 ) ) = x x ( ( 1 1 TOTO 2 2 ) )； -整體賦值，數(shù)組整體賦值，數(shù)組“1011”1011”賦值賦值x x -部分賦值部分賦值, ,“01”01”賦值賦值y y的部分位的部分位 - -位置關(guān)聯(lián)賦值位置關(guān)聯(lián)賦值,x,x的部分的部分位賦值位賦值y y的部分位的部分位 9 流程控制語(yǔ)句通過(guò)條件控制來(lái)決定是否執(zhí)行一流程控制語(yǔ)句通過(guò)條件控制來(lái)決定是否執(zhí)行一條或幾條語(yǔ)句，或重復(fù)執(zhí)行一條或幾條語(yǔ)句，或跳條或幾條語(yǔ)句，或重復(fù)執(zhí)行一條或幾條語(yǔ)句，或跳過(guò)一條或幾條語(yǔ)句。過(guò)一條或幾條語(yǔ)句。 5.2 5.2 流程控制語(yǔ)句流程控制語(yǔ)句 流程控制語(yǔ)句共有五種：流程控制語(yǔ)

9、句共有五種： IFIF語(yǔ)句語(yǔ)句 CASECASE語(yǔ)句語(yǔ)句 LOOPLOOP語(yǔ)句語(yǔ)句 NEXTNEXT語(yǔ)句語(yǔ)句 EXITEXIT語(yǔ)句語(yǔ)句 10 IFIF語(yǔ)句是一種條件語(yǔ)句，在語(yǔ)句是一種條件語(yǔ)句，在IFIF語(yǔ)句中至少應(yīng)有語(yǔ)句中至少應(yīng)有一個(gè)條件句，該條件句必須由一個(gè)條件句，該條件句必須由BOOLEANBOOLEAN表達(dá)式構(gòu)成。表達(dá)式構(gòu)成。 IFIF語(yǔ)句依據(jù)條件產(chǎn)生的判斷結(jié)果語(yǔ)句依據(jù)條件產(chǎn)生的判斷結(jié)果TRUETRUE或或FALSEFALSE，有選擇地去執(zhí)行指定的語(yǔ)句。有選擇地去執(zhí)行指定的語(yǔ)句。 利用利用IFIF語(yǔ)句可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上的條件分語(yǔ)句可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上的條件分支判斷。其格式有三種：支

10、判斷。其格式有三種： （1 1）IFIF語(yǔ)句語(yǔ)句 單選擇控制單選擇控制 二選擇控制二選擇控制 多選擇控制多選擇控制 11 IFIF語(yǔ)句的單選擇控制語(yǔ)句的單選擇控制 格式：格式： IF 條件句條件句 THEN 順序語(yǔ)句；順序語(yǔ)句； END IF； 若條件句的邏輯值為真，則執(zhí)行若條件句的邏輯值為真，則執(zhí)行THENTHEN后面的順后面的順序語(yǔ)句，否則結(jié)束該條件的執(zhí)行。序語(yǔ)句，否則結(jié)束該條件的執(zhí)行。 例如：例如：IFIF （x x = 11） THENTHEN A A = B B； END IFEND IF； 當(dāng)條件當(dāng)條件x x =1 1成立時(shí)，信號(hào)成立時(shí)，信號(hào)B B的值賦給信號(hào)的值賦給信號(hào)A A；否

11、則，不執(zhí)行否則，不執(zhí)行A A = B B語(yǔ)句。語(yǔ)句。 12 IFIF語(yǔ)句的二選擇控制語(yǔ)句的二選擇控制 格式：格式： IF 條件句條件句 THEN 順序語(yǔ)句；順序語(yǔ)句； ELSE 順序語(yǔ)句；順序語(yǔ)句； END IF； 若條件句的邏輯值為真，則執(zhí)行若條件句的邏輯值為真，則執(zhí)行THENTHEN后面的順后面的順序語(yǔ)句，否則執(zhí)行序語(yǔ)句，否則執(zhí)行ELSEELSE后面的順序語(yǔ)句。后面的順序語(yǔ)句。 13 【例例4.6.14.6.1】用用IFIF語(yǔ)句描述二選一數(shù)據(jù)選擇器。語(yǔ)句描述二選一數(shù)據(jù)選擇器。 設(shè)數(shù)據(jù)輸入信號(hào)為設(shè)數(shù)據(jù)輸入信號(hào)為d1d1和和d0d0，選擇控制信號(hào)為，選擇控制信號(hào)為s s，數(shù)據(jù)輸出信號(hào)為數(shù)據(jù)輸出

12、信號(hào)為y y。 ARCHITECTUREARCHITECTURE example1 example1 OFOF mux2 mux2 ISIS BEGINBEGIN PROCESSPROCESS（d1, d0, sd1, d0, s） BEGINBEGIN IFIF ( ( s s =0) 0) THENTHEN y y = d0d0； ELSEELSE y y = d1d1； END IFEND IF； END PROCESSEND PROCESS； END END example1 example1；14 IFIF語(yǔ)句的多選擇控制語(yǔ)句的多選擇控制 格式：格式： IF 條件句條件句 THEN

13、順序語(yǔ)句；順序語(yǔ)句； ELSIF 條件句條件句 THEN 順序語(yǔ)句；順序語(yǔ)句； END IF； 當(dāng)滿足多個(gè)條件之一時(shí)，執(zhí)行該條件當(dāng)滿足多個(gè)條件之一時(shí)，執(zhí)行該條件THENTHEN后面后面的順序語(yǔ)句；如果所設(shè)條件都不滿足，則執(zhí)行的順序語(yǔ)句；如果所設(shè)條件都不滿足，則執(zhí)行ELSEELSE后面的順序語(yǔ)句。后面的順序語(yǔ)句。 15 【例例4.6.24.6.2】用用IFIF語(yǔ)句描述四選一數(shù)據(jù)選擇器。語(yǔ)句描述四選一數(shù)據(jù)選擇器。 設(shè)數(shù)據(jù)輸入信號(hào)為設(shè)數(shù)據(jù)輸入信號(hào)為d3d3、d2d2、d1d1、d0d0，選擇控制，選擇控制信號(hào)為信號(hào)為s=s1, s0s=s1, s0 ，數(shù)據(jù)輸出信號(hào)為，數(shù)據(jù)輸出信號(hào)為y y。 ARCH

14、ITECTUREARCHITECTURE example2 example2 OFOF mux4 mux4 ISIS BEGINBEGIN PROCESSPROCESS（d3, d2, d1, d0, sd3, d2, d1, d0, s ） BEGINBEGIN IFIF ( ( s s =“00”) “00”) THENTHEN y y = d0d0； ELSIFELSIF ( ( s s =“01”) “01”) THENTHEN y y = d1d1； ELSIF ELSIF ( ( s s =“10”) “10”) THENTHEN y y = d2d2； ELSE ELSE y y

15、 順序語(yǔ)句；順序語(yǔ)句； WHEN 選擇值選擇值 = 順序語(yǔ)句；順序語(yǔ)句； WHEN OTHERS = 順序語(yǔ)句；順序語(yǔ)句； END CASE； 說(shuō)明：先計(jì)算表達(dá)式的值，然后根據(jù)條件句中的選說(shuō)明：先計(jì)算表達(dá)式的值，然后根據(jù)條件句中的選擇值執(zhí)行相對(duì)應(yīng)的順序語(yǔ)句。擇值執(zhí)行相對(duì)應(yīng)的順序語(yǔ)句。 注意：條件句中的注意：條件句中的“=”不是操作符，它相當(dāng)于不是操作符，它相當(dāng)于THENTHEN作用。作用。 17 表達(dá)式可以是一個(gè)整數(shù)類型或枚舉類型的值，表達(dá)式可以是一個(gè)整數(shù)類型或枚舉類型的值，也可以是由這些數(shù)據(jù)類型的值構(gòu)成的數(shù)組。也可以是由這些數(shù)據(jù)類型的值構(gòu)成的數(shù)組。 （2 2）CASECASE語(yǔ)句語(yǔ)句 選擇值

16、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：?jiǎn)蝹€(gè)普通數(shù)值，如：5 5； 數(shù)值選擇范圍，如：（數(shù)值選擇范圍，如：（1 TO 3)1 TO 3)； 并列值，如：并列值，如：4 4 | 6 6，表示取值為，表示取值為4 4或或6 6； 混合方式，即以上三種方式的混合?；旌戏绞剑匆陨先N方式的混合。18 使用使用CASECASE語(yǔ)句時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：語(yǔ)句時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （2 2）CASECASE語(yǔ)句語(yǔ)句 選擇值必須在表達(dá)式的取值范圍內(nèi)；選擇值必須在表達(dá)式的取值范圍內(nèi)； CASECASE語(yǔ)句中至少要包含一個(gè)語(yǔ)句中至少要包含一個(gè)WHENWHEN語(yǔ)句；語(yǔ)句； 每個(gè)

17、選擇值只能出現(xiàn)一次，不能在其他每個(gè)選擇值只能出現(xiàn)一次，不能在其他WHENWHEN語(yǔ)句中重復(fù)出現(xiàn)；語(yǔ)句中重復(fù)出現(xiàn)； 除非所有選擇值能完全覆蓋除非所有選擇值能完全覆蓋CASECASE語(yǔ)句中的表語(yǔ)句中的表達(dá)式的取值，否則最后一個(gè)條件句的選擇值達(dá)式的取值，否則最后一個(gè)條件句的選擇值必須用必須用“OTHERS”O(jiān)THERS”表示。表示。 選擇值可以顛倒次序選擇值可以顛倒次序, ,但但OTHERSOTHERS必須放在最后必須放在最后; ; “=”不是操作符，相當(dāng)于不是操作符，相當(dāng)于THENTHEN語(yǔ)句的作用。語(yǔ)句的作用。 19 【例例4.6.34.6.3】用用CASECASE語(yǔ)句描述四選一數(shù)據(jù)選擇器。語(yǔ)句

18、描述四選一數(shù)據(jù)選擇器。 ARCHITECTUREARCHITECTURE example3 example3 OFOF mux4 mux4 ISIS SIGNALSIGNAL s: STD_LOGIC_VECTOR s: STD_LOGIC_VECTOR（1 1 DOWNTODOWNTO 0 0） BEGINBEGIN s sy yy yy yy yy y=XX； END CASEEND CASE； END PROCESSEND PROCESS； END END example3 example3；20 LOOP LOOP語(yǔ)句是一種循環(huán)語(yǔ)句，它可以使所包含的語(yǔ)句是一種循環(huán)語(yǔ)句，它可以使所包含的

19、一組順序語(yǔ)句被循環(huán)執(zhí)行，其執(zhí)行的次數(shù)由設(shè)定的一組順序語(yǔ)句被循環(huán)執(zhí)行，其執(zhí)行的次數(shù)由設(shè)定的循環(huán)參數(shù)決定。循環(huán)參數(shù)決定。 （3 3）LOOPLOOP語(yǔ)句語(yǔ)句 LOOPLOOP語(yǔ)句有三種格式：語(yǔ)句有三種格式： FOR_LOOPFOR_LOOP語(yǔ)句語(yǔ)句 WHILE_LOOPWHILE_LOOP語(yǔ)句語(yǔ)句 單個(gè)單個(gè)LOOPLOOP語(yǔ)句語(yǔ)句21 FOR_LOOP FOR_LOOP語(yǔ)句主要用于循環(huán)次數(shù)已知的循環(huán)程序設(shè)計(jì)。語(yǔ)句主要用于循環(huán)次數(shù)已知的循環(huán)程序設(shè)計(jì)。可分為遞增方式和遞減方式。可分為遞增方式和遞減方式。 FOR_LOOPFOR_LOOP語(yǔ)句語(yǔ)句 循環(huán)標(biāo)號(hào)循環(huán)標(biāo)號(hào): FOR 循環(huán)變量循環(huán)變量 IN 初值

20、初值 TO 終值終值 LOOP 順序語(yǔ)句；順序語(yǔ)句； END LOOP 循環(huán)標(biāo)號(hào)循環(huán)標(biāo)號(hào)； 遞增格式：遞增格式： 遞減格式：遞減格式：循環(huán)標(biāo)號(hào)循環(huán)標(biāo)號(hào): FOR 循環(huán)變量循環(huán)變量 IN 初值初值 DOWNTO 終值終值 LOOP 順序語(yǔ)句；順序語(yǔ)句； END LOOP 循環(huán)標(biāo)號(hào)循環(huán)標(biāo)號(hào)； 22 說(shuō)明：循環(huán)從循環(huán)變量的說(shuō)明：循環(huán)從循環(huán)變量的“初值初值”開(kāi)始，到開(kāi)始，到“終值終值”結(jié)束，每執(zhí)行一次循環(huán)體中的順序語(yǔ)句后，結(jié)束，每執(zhí)行一次循環(huán)體中的順序語(yǔ)句后，循環(huán)變量的值遞增或遞減循環(huán)變量的值遞增或遞減1 1。 FOR_LOOPFOR_LOOP語(yǔ)句語(yǔ)句 循環(huán)標(biāo)號(hào)為任選項(xiàng)，循環(huán)標(biāo)號(hào)為任選項(xiàng)，用來(lái)給循環(huán)語(yǔ)

21、句定位。用來(lái)給循環(huán)語(yǔ)句定位。 循環(huán)變量的初值和終值決定了循環(huán)次數(shù)（取整循環(huán)變量的初值和終值決定了循環(huán)次數(shù)（取整數(shù)）。數(shù)）。 循環(huán)次數(shù)：循環(huán)次數(shù)： 循環(huán)次數(shù)循環(huán)次數(shù) = | |終值終值- -初值初值|+1|+1 23 【例例4.6.44.6.4】用用FOR_LOOPFOR_LOOP語(yǔ)句描述八位奇偶校驗(yàn)器。語(yǔ)句描述八位奇偶校驗(yàn)器。 輸入信號(hào)輸入信號(hào)X X是一個(gè)長(zhǎng)度為是一個(gè)長(zhǎng)度為8 8位的標(biāo)準(zhǔn)邏輯矢量。位的標(biāo)準(zhǔn)邏輯矢量。當(dāng)當(dāng)X X中中1 1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，輸出的個(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，輸出Y=1Y=1，否則，否則，Y=0Y=0。 算法：用算法：用FOR_LOOPFOR_LOOP語(yǔ)句對(duì)語(yǔ)句對(duì)X X的值逐位進(jìn)行異

22、或的值逐位進(jìn)行異或運(yùn)算。運(yùn)算。 循環(huán)次數(shù)：由循環(huán)變量循環(huán)次數(shù)：由循環(huán)變量n n控制，記錄異或運(yùn)算控制，記錄異或運(yùn)算的次數(shù)。的次數(shù)。 循環(huán)變量的初值為循環(huán)變量的初值為0 0，終值為，終值為7 7。 24 LIBRARYLIBRARY IEEE IEEE； USEUSE IEEE.STD_LOGIC_1164. IEEE.STD_LOGIC_1164.ALLALL； ENTITYENTITY loop1 loop1 ISIS PORTPORT（X: X: ININ STD_LOGIC_VECTOR STD_LOGIC_VECTOR（7 7 DOWNTODOWNTO 0 0）；）； Y: Y: OU

23、TOUT STD_LOGIC STD_LOGIC）；）； ENDEND loop1 loop1； ARCHITECTUREARCHITECTURE example4 example4 OFOF loop1 loop1 ISIS BEGINBEGIN PROCESSPROCESS ( ( X X ) ) VARIABLEVARIABLE temp: STD_LOGIC temp: STD_LOGIC； BEGINBEGIN temp temp :=00； FORFOR n n ININ 7 7 DOWNTODOWNTO 0 0 LOOPLOOP temp temp := temp temp XO

24、RXOR X( X( n n ) )； END LOOPEND LOOP； Y Y = temptemp； END PROCESSEND PROCESS； ENDEND example4 example4；25 WHILE_LOOP WHILE_LOOP語(yǔ)句是一種條件循環(huán)語(yǔ)句，用于循語(yǔ)句是一種條件循環(huán)語(yǔ)句，用于循環(huán)次數(shù)未知的循環(huán)程序設(shè)計(jì)。環(huán)次數(shù)未知的循環(huán)程序設(shè)計(jì)。 WHILE_LOOPWHILE_LOOP語(yǔ)句語(yǔ)句 循環(huán)標(biāo)號(hào)循環(huán)標(biāo)號(hào): : WHILE 循環(huán)控制條件循環(huán)控制條件 LOOP 順序語(yǔ)句；順序語(yǔ)句； END LOOP 循環(huán)標(biāo)號(hào)循環(huán)標(biāo)號(hào) ； 格式：格式：說(shuō)明：說(shuō)明：若循環(huán)控制條件為若循環(huán)控

25、制條件為“真真”, ,則進(jìn)行循環(huán)執(zhí)行則進(jìn)行循環(huán)執(zhí)行順序語(yǔ)句；順序語(yǔ)句； 若循環(huán)控制條件為若循環(huán)控制條件為“假假”，則結(jié)束循環(huán)。，則結(jié)束循環(huán)。26 【例例4.6.54.6.5】用用WHILE_LOOPWHILE_LOOP語(yǔ)句描述八位奇偶校驗(yàn)器。語(yǔ)句描述八位奇偶校驗(yàn)器。 ARCHITECTUREARCHITECTURE example5 example5 OFOF loop2 loop2 ISIS BEGINBEGIN PROCESS PROCESS ( ( X X ) ) VARIABLEVARIABLE temp: STD_LOGIC temp: STD_LOGIC； VARIABLEVARI

26、ABLE n: INTEGER n: INTEGER； BEGINBEGIN temp temp :=00； n n := 0 0； WHILEWHILE n n 8 8 LOOPLOOP temp temp := temp temp XORXOR X( X( n n ) )； n n := n+1n+1； END LOOPEND LOOP； Y Y1010； END LOOPEND LOOP L2 L2；- 控制語(yǔ)句，當(dāng)控制語(yǔ)句，當(dāng)A A大大 于于1010時(shí)，跳出循環(huán)時(shí)，跳出循環(huán) 28 NEXT NEXT語(yǔ)句是一種循環(huán)控制語(yǔ)句，通常嵌套在語(yǔ)句是一種循環(huán)控制語(yǔ)句，通常嵌套在LOOPLOOP語(yǔ)句

27、中使用，用于進(jìn)行有條件或無(wú)條件的控制語(yǔ)句中使用，用于進(jìn)行有條件或無(wú)條件的控制執(zhí)行程序的轉(zhuǎn)向。執(zhí)行程序的轉(zhuǎn)向。 （4 4）NEXTNEXT語(yǔ)句語(yǔ)句 NEXT 循環(huán)標(biāo)號(hào)循環(huán)標(biāo)號(hào) WHEN 條件表達(dá)式條件表達(dá)式 ； 格式：格式：29 根據(jù)可選項(xiàng)，根據(jù)可選項(xiàng)，NEXTNEXT語(yǔ)句有三種格式：語(yǔ)句有三種格式： （4 4）NEXTNEXT語(yǔ)句語(yǔ)句 格式格式1 1： NEXT 功能：功能：無(wú)條件結(jié)束本次循環(huán)，無(wú)條件結(jié)束本次循環(huán)，跳回到循環(huán)體的開(kāi)始位置，跳回到循環(huán)體的開(kāi)始位置，執(zhí)行下一次循環(huán)。執(zhí)行下一次循環(huán)。 格式格式2 2： NEXT 循環(huán)標(biāo)號(hào)循環(huán)標(biāo)號(hào) 功能：功能：無(wú)條件結(jié)束本次循環(huán)，無(wú)條件結(jié)束本次循環(huán)，從

28、循環(huán)標(biāo)號(hào)規(guī)定的位置，從循環(huán)標(biāo)號(hào)規(guī)定的位置，執(zhí)行下一次循環(huán)。執(zhí)行下一次循環(huán)。 格式格式3 3： NEXT WHEN 條件表達(dá)式條件表達(dá)式 功能：功能：有條件結(jié)束本次循環(huán)，有條件結(jié)束本次循環(huán)，當(dāng)條件表達(dá)式滿足時(shí)，結(jié)當(dāng)條件表達(dá)式滿足時(shí)，結(jié)束本次循環(huán)，否則繼續(xù)循環(huán)。束本次循環(huán)，否則繼續(xù)循環(huán)。30 【例例4.6.64.6.6】用用NEXT_WHENNEXT_WHEN語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)單循環(huán)。語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)單循環(huán)。 ARCHITECTUREARCHITECTURE example6 example6 OFOF NEXT_WHEN1 NEXT_WHEN1 ISIS BEGINBEGIN PROCESS PROCESS (

29、( s s ) ) VARIABLE VARIABLE i: INTEGER i: INTEGER； BEGINBEGIN L1: L1: FORFOR i i ININ 7 7 DOWNTODOWNTO 0 0 LOOPLOOP y( y( i i ) ) =00； NEXTNEXT WHENWHEN s( s( i i ) ) =11； y(y( i i ) ) =11； END LOOPEND LOOP L1 L1； END PROCESSEND PROCESS； ENDEND example6 example6；- - 若若s(s( i i )=1)=1成立，成立， 終止本次循環(huán)終止本

30、次循環(huán), ,返回到返回到L1L1 否則否則, ,繼續(xù)本次循環(huán)。繼續(xù)本次循環(huán)。 - - 返回到返回到L1L1 31【例例4.6.74.6.7】試用多重循環(huán)實(shí)現(xiàn)四組八位數(shù)據(jù)的奇校驗(yàn)。試用多重循環(huán)實(shí)現(xiàn)四組八位數(shù)據(jù)的奇校驗(yàn)。 LIBRARYLIBRARY IEEE IEEE； USE USE IEEE.STD_LOGIC_1164. IEEE.STD_LOGIC_1164.ALLALL； ENTITYENTITY NEXT_WHEN2 NEXT_WHEN2 ISIS PORTPORT ( ( d: d: ININ STD_LOGIC_VECTOR ( STD_LOGIC_VECTOR ( 0 0 TO

31、TO 31) 31)； y: y: OUTOUT STD_LOGIC_VECTOR ( STD_LOGIC_VECTOR ( 0 0 TOTO 3 3 ) ) ) )； ENDEND NEXT_WHEN2 NEXT_WHEN2； ARCHITECTUREARCHITECTURE example7 example7 OFOF NEXT_WHEN2 NEXT_WHEN2 ISIS BEGINBEGIN PROCESS PROCESS ( ( d d ) ) VARIABLE VARIABLE i,k,j: INTEGER i,k,j: INTEGER； VARIABLE VARIABLE tmp:

32、 STD_LOGIC tmp: STD_LOGIC； 四組八位數(shù)據(jù)由四組八位數(shù)據(jù)由d0.31d0.31輸入，內(nèi)循環(huán)完成各組數(shù)據(jù)輸入，內(nèi)循環(huán)完成各組數(shù)據(jù)的奇校驗(yàn)，外循環(huán)確定校驗(yàn)的組數(shù)，校驗(yàn)結(jié)果存放在輸出的奇校驗(yàn)，外循環(huán)確定校驗(yàn)的組數(shù)，校驗(yàn)結(jié)果存放在輸出y0.3y0.3中。當(dāng)某八位數(shù)據(jù)中中。當(dāng)某八位數(shù)據(jù)中1 1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，所對(duì)應(yīng)的的個(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，所對(duì)應(yīng)的輸出位輸出位yiyi=1 1，否則，否則，yiyi=0 0。 32 BEGIN BEGIN k k: = 0 0；L1: L1: FORFOR i i ININ 0 0 TOTO 3 3 LOOPLOOP y( y( i i ) ) =00；

33、tmptmp :=00； j j := 0 0； k k := i i * * 8 8；L2: L2: LOOPLOOP tmp tmp := tmp tmp XORXOR d( d( k k ) )； y(y( i i ) ) = tmptmp； NEXTNEXT L1 L1 WHENWHEN j j = 7 7； j j := j j + + 1 1； k k := k k + + 1 1； NEXTNEXT L2 L2； END LOOPEND LOOP L2 L2； NEXTNEXT L1 L1； END LOOP END LOOP L1 L1； END PROCESSEND PROC

34、ESS； ENDEND example7 example7；內(nèi)循環(huán)內(nèi)循環(huán) 外循環(huán)外循環(huán) 在內(nèi)循環(huán)中，當(dāng)在內(nèi)循環(huán)中，當(dāng)j j 7 7時(shí)，繼續(xù)執(zhí)行內(nèi)循環(huán)；時(shí)，繼續(xù)執(zhí)行內(nèi)循環(huán)； 當(dāng)當(dāng)j j = 7 7時(shí)，終止內(nèi)循環(huán)，跳轉(zhuǎn)到時(shí)，終止內(nèi)循環(huán)，跳轉(zhuǎn)到L1L1處，執(zhí)處，執(zhí)行一次外循環(huán)。行一次外循環(huán)。33 EXIT EXIT語(yǔ)句和語(yǔ)句和NEXTNEXT語(yǔ)句一樣，都是循環(huán)控制語(yǔ)句，語(yǔ)句一樣，都是循環(huán)控制語(yǔ)句，主要在主要在LOOPLOOP語(yǔ)句中使用，用于進(jìn)行有條件或無(wú)條件語(yǔ)句中使用，用于進(jìn)行有條件或無(wú)條件的跳轉(zhuǎn)控制。的跳轉(zhuǎn)控制。 （5 5）EXITEXIT語(yǔ)句語(yǔ)句 EXIT 循環(huán)標(biāo)號(hào)循環(huán)標(biāo)號(hào) WHEN 條件表達(dá)式

35、條件表達(dá)式 ； 格式：格式：34 根據(jù)可選項(xiàng)，根據(jù)可選項(xiàng)，EXITEXIT語(yǔ)句有三種格式：語(yǔ)句有三種格式： （5 5）EXITEXIT語(yǔ)句語(yǔ)句 格式格式1 1： EXIT 功能：功能：無(wú)條件跳出循環(huán)無(wú)條件跳出循環(huán), ,從從END LOOPEND LOOP下面的語(yǔ)句開(kāi)始執(zhí)行。下面的語(yǔ)句開(kāi)始執(zhí)行。 格式格式2 2： EXIT 循環(huán)標(biāo)號(hào)循環(huán)標(biāo)號(hào) 功能：功能：無(wú)條件跳出循環(huán)，從循環(huán)標(biāo)號(hào)規(guī)定的位置開(kāi)始執(zhí)行無(wú)條件跳出循環(huán)，從循環(huán)標(biāo)號(hào)規(guī)定的位置開(kāi)始執(zhí)行循環(huán)體外的語(yǔ)句。循環(huán)體外的語(yǔ)句。 格式格式3 3： EXIT WHEN 條件表達(dá)式條件表達(dá)式 功能：功能：有條件跳出循環(huán)，有條件跳出循環(huán)，當(dāng)條件表達(dá)式不成立時(shí)

36、，繼續(xù)執(zhí)當(dāng)條件表達(dá)式不成立時(shí)，繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)，否則跳出循環(huán)。行循環(huán)，否則跳出循環(huán)。35 【例例4.6.84.6.8】用用EXITEXIT語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)兩個(gè)數(shù)組的比較。語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)兩個(gè)數(shù)組的比較。 PROCESSPROCESS ( ( X, YX, Y ) ) BEGINBEGIN Z Z =“00”“00”； FORFOR n n ININ 7 7 DOWNTODOWNTO 0 0 LOOPLOOP IFIF ( ( X(X( n n ) )= Y(Y( n n ) ) THENTHEN NEXTNEXT； ELSIFELSIF ( ( X(X( n n ) ) Y(Y( n n ) ) ) ) THEN

37、THEN Z Z =“01”“01”； EXITEXIT； ELSEELSE Z Z Y Y時(shí)，時(shí)，Z=10Z=10；當(dāng)；當(dāng)X XY Y時(shí)，時(shí)，Z=01Z=01。 36 【例例4.6.94.6.9】用用EXIT_WHENEXIT_WHEN語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)兩個(gè)數(shù)組的比較。語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)兩個(gè)數(shù)組的比較。 PROCESSPROCESS ( ( X, YX, Y ) ) BEGINBEGIN Z Z =“00”“00”； FORFOR n n ININ 7 7 DOWNTODOWNTO 0 0 LOOPLOOP NEXT WHENNEXT WHEN ( ( X(X( n n ) ) = Y(Y( n n )； Z

38、Z =“01”“01”； EXIT WHENEXIT WHEN ( ( X(X( n n ) ) Y(Y( n n )； Z Z =“10”“10”； EXITEXIT； END LOOPEND LOOP； END PROCESSEND PROCESS；37 等待（等待（WAITWAIT）語(yǔ)句在進(jìn)程或過(guò)程中使用，用于）語(yǔ)句在進(jìn)程或過(guò)程中使用，用于程序的暫停和等待。程序的暫停和等待。 5.3 5.3 等待語(yǔ)句等待語(yǔ)句 格式：格式：WAITWAIT ONON 敏感信號(hào)表敏感信號(hào)表 UNTILUNTIL 條件表達(dá)式條件表達(dá)式 FORFOR 時(shí)間表達(dá)式時(shí)間表達(dá)式； 當(dāng)執(zhí)行到當(dāng)執(zhí)行到WAITWAIT語(yǔ)句

39、時(shí)，程序執(zhí)行被暫停，直到語(yǔ)句時(shí)，程序執(zhí)行被暫停，直到滿足此語(yǔ)句設(shè)置的等待結(jié)束條件后，重新執(zhí)行程序。滿足此語(yǔ)句設(shè)置的等待結(jié)束條件后，重新執(zhí)行程序。 38 根據(jù)可選項(xiàng)，根據(jù)可選項(xiàng)，WAITWAIT語(yǔ)句有四種格式：語(yǔ)句有四種格式： 格式格式1 1： WAIT 功能：功能：永遠(yuǎn)處于等待狀態(tài)永遠(yuǎn)處于等待狀態(tài) 格式格式2 2： WAIT ON 敏感信號(hào)表；敏感信號(hào)表； 功能：功能：程序進(jìn)入等待狀態(tài)，直至敏感信號(hào)表中的任一信程序進(jìn)入等待狀態(tài)，直至敏感信號(hào)表中的任一信號(hào)發(fā)生變化時(shí)，結(jié)束等待重新執(zhí)行程序。號(hào)發(fā)生變化時(shí)，結(jié)束等待重新執(zhí)行程序。 例如：例如： SIGNALSIGNAL a a，b b： STDSTD

40、 LOGICLOGIC； PROCESSPROCESS WAIT ONWAIT ON a a，b b； END PROCESSEND PROCESS；- 暫停程序的執(zhí)行，直到暫停程序的執(zhí)行，直到a a或或b b發(fā)生發(fā)生 變化才重新啟動(dòng)。變化才重新啟動(dòng)。 5.3 等待語(yǔ)句等待語(yǔ)句 39 格式格式3 3： WAIT UNTIL 條件表達(dá)式；條件表達(dá)式； 功能：功能：程序進(jìn)入等待狀態(tài)，直至表達(dá)式中的敏感信號(hào)發(fā)程序進(jìn)入等待狀態(tài)，直至表達(dá)式中的敏感信號(hào)發(fā)生變化，而且滿足表達(dá)式設(shè)置的條件時(shí)，結(jié)束等生變化，而且滿足表達(dá)式設(shè)置的條件時(shí)，結(jié)束等待重新執(zhí)行程序。待重新執(zhí)行程序。 例如：例如： WAIT UNTIL

41、WAIT UNTIL clk clk =11ANDAND clk clkEVENTEVENT； z z = x x OROR y y； 5.3 5.3 等待語(yǔ)句等待語(yǔ)句 執(zhí)行到執(zhí)行到WAITWAIT語(yǔ)句后，暫停程序的執(zhí)行，直到語(yǔ)句后，暫停程序的執(zhí)行，直到clkclk的上升的上升沿到來(lái)時(shí)，才恢復(fù)程序的運(yùn)行，執(zhí)行其后的賦值語(yǔ)句。沿到來(lái)時(shí)，才恢復(fù)程序的運(yùn)行，執(zhí)行其后的賦值語(yǔ)句。 40 格式格式4 4： WAIT FOR 時(shí)間表達(dá)式；時(shí)間表達(dá)式； 功能：功能：從執(zhí)行到當(dāng)前的從執(zhí)行到當(dāng)前的WAITWAIT語(yǔ)句開(kāi)始，在此時(shí)間段內(nèi)，語(yǔ)句開(kāi)始，在此時(shí)間段內(nèi)，程序處于等待狀態(tài)，當(dāng)超過(guò)時(shí)間表達(dá)式給定的時(shí)程序處于等

42、待狀態(tài)，當(dāng)超過(guò)時(shí)間表達(dá)式給定的時(shí)間后，程序自動(dòng)恢復(fù)執(zhí)行。間后，程序自動(dòng)恢復(fù)執(zhí)行。 例如：例如： WAIT FORWAIT FOR 25ns 25ns； z z = x x NANDNAND y y； 5.3 5.3 等待語(yǔ)句等待語(yǔ)句 執(zhí)行該語(yǔ)句后，暫停程序的執(zhí)行，直到時(shí)間（執(zhí)行該語(yǔ)句后，暫停程序的執(zhí)行，直到時(shí)間（25ns25ns）到）到才恢復(fù)程序的運(yùn)行，將才恢復(fù)程序的運(yùn)行，將x x NANDNAND y y賦值給賦值給z z。41 斷言（斷言（ASSERTASSERT）語(yǔ)句只能在）語(yǔ)句只能在VHDLVHDL仿真器中使用，用于仿仿真器中使用，用于仿真、調(diào)試程序時(shí)的人機(jī)對(duì)話。真、調(diào)試程序時(shí)的人機(jī)對(duì)

43、話。 斷言語(yǔ)句既可以作為順序語(yǔ)句，也可以作為并行語(yǔ)句。斷言語(yǔ)句既可以作為順序語(yǔ)句，也可以作為并行語(yǔ)句。它等價(jià)一個(gè)進(jìn)程語(yǔ)句，但不做任何操作，僅用于判斷某一條它等價(jià)一個(gè)進(jìn)程語(yǔ)句，但不做任何操作，僅用于判斷某一條件是否成立。件是否成立。 5.4 5.4 斷言語(yǔ)句斷言語(yǔ)句 格式：格式： ASSERT 條件表達(dá)式條件表達(dá)式 REPORT 字符串字符串 SEVERITY 錯(cuò)誤等級(jí)錯(cuò)誤等級(jí)； 功能：功能：如果條件表達(dá)式的條件為如果條件表達(dá)式的條件為“真真”，則向下執(zhí)行另一，則向下執(zhí)行另一個(gè)語(yǔ)句，如果條件為個(gè)語(yǔ)句，如果條件為“假假”，則輸出，則輸出“字符串字符串”信息，信息，并指出并指出“錯(cuò)誤等級(jí)錯(cuò)誤等級(jí)”。

44、42 錯(cuò)誤等級(jí)：錯(cuò)誤等級(jí)：NOTENOTE（注意）、（注意）、WARNINGWARNING（警告）、（警告）、ERRORERROR（出錯(cuò)）和（出錯(cuò)）和FAILUREFAILURE（失?。?。（失?。?5.4 5.4 斷言語(yǔ)句斷言語(yǔ)句 例如，在例如，在RSRS觸發(fā)器的描述中，當(dāng)觸發(fā)器的描述中，當(dāng)R R和和S S均為均為1 1時(shí)，時(shí)，可用斷言語(yǔ)句發(fā)出錯(cuò)誤信息。可用斷言語(yǔ)句發(fā)出錯(cuò)誤信息。 ASSERT ASSERT （S S =1 1 ANDAND R R =11） REPORTREPORT “S “S =1and R1and R = 1”1” SEVERITY ERRORSEVERITY ERROR； 43 NOTE：可以用在仿真時(shí)傳遞信息。：可以用在仿真時(shí)傳遞信息。WARNING：用在非平常的情形，此時(shí)仿真過(guò)程仍：用在非平常的情形，此時(shí)仿真過(guò)程仍可繼續(xù)，但結(jié)果可能是不可預(yù)知的?？衫^續(xù)，但結(jié)果可能是不可預(yù)知的。ERROR：用在仿真過(guò)程繼續(xù)執(zhí)行下去已經(jīng)不可能：用在仿真過(guò)程繼續(xù)執(zhí)行下去已經(jīng)不可能的情況。的情況。FAILURE：用在發(fā)生了致命錯(cuò)誤，仿真過(guò)程必須：