电子设计自动化技术 第四章 VHDL中的语言要素 本章内容 ? 标识符 ? 数据对象(对象的申明) ? 数据类型 ? 操作符 标识符 基本标识符 扩展标识符 以反斜杠 \ 界定 4.1 标识符 4.1.1基本标识符 ? 有效的字符是大小写字母 a~z(不区分大小写) ， 数字0~9以及中划线 “－ ”和下划线“ _”。 ? 标识符 必须以英文字母开头，最后一个字 不能 是下划线。 比如：drive-bus const32-59 r2d2 ram_address ? 两个中划线 不能连续出现。若出现则成了注释 语句。 4.1 标识符 4.1.2 扩展标识符 ? 以反斜杠界定，所有下例字符都可以使 用，包括！、@ 、回车符等图形符号。 如： IR\DY#\，C \/BE\ 等都是合法的。 ? 扩展标识符要区分大小写。 ? 两个连续的反斜杠表示一个反斜杠。 4.1 标识符 本章内容 ? 标识符 ? 数据对象(对象的申明) ? 数据类型 ? 操作符 4.2 数据对象 凡是可以被赋值的对象就称 为数据对象 ? 常量（ CONSTANT） ? 变量（ VARIABLE） ? 信号（SIGNAL ） Object的含义和说明场合 对象 含义 说明场合 Constant 常量说明全局量 PACKAGE, ENTITY, ARCHITECTURE PROCESS, FUNCTION, PROCEDURE Variable 变量说明局部量 PROCESS, FUNCTION, PROCEDURE Signal 信号说明全局量 PACKAGE, ENTITY, ARCHITECTURE 4.2 数据对象 对象申明的一般格式 对象类型 对象名 ：数据类型 ：= 初值; CONSTANT INTEGER VARIABLE BIT SIGNAL ··· 4.2 数据对象 4.2.1 常量声明 常量声明格式： CONSTANT 常量名 : 数据类型 := 表达式； 注：常量在设计中一旦被赋值就不能再改变。 4.2 数据对象 变量声明格式： VARIABLE 变量名： 数据类型 约束条件 :＝ 表达式； 变量赋值格式： 变量名 :＝ 表达式； 注：变量可多次赋值，且赋值立刻生效，不能 产生附加延 时。 4.2 数据对象 4.2.2 变量声明 信号声明格式： SIGNAL 信号名 ： 数据类型约束条件: ＝ 表达式； 信号赋值格式： 信号名 <=表达式； 注：信号也可多次赋值，代入时可以加附加延时。 4.2 数据对象 4.2.3 信号声明 4.2 数据对象 4.2.3 信号与变量值的代入 4.2 数据对象 4.2.3 信号与变量值的代入 本章内容 ? 标识符 ? 数据对象(对象的申明) ? 数据类型 ? 操作符 ? 标准数据类型 ? 用户自定义数据类型 4.3 数据类型 4.3 数据类型 4.3.1 标准数据类型 ? 枚举（ Enumerated）类型 ? 整数（ Integer）类型 ? 实数（ Real）、浮点数（Floating ）类型 ? 数组（ Array）类型 ? 记录（ Record）类型 ? 存取（ Access）类型 ? 文件（ File）类型 ? 时间（ Time）类型 4.3 数据类型 4.3.2 用户自定义数据类型 ? 枚举（ Enumerated）类型 TYPE 数据类型名 IS （元素，元素， ???） ； 例： TYPE STD_LOGIC IS (‘U’,’X’,’0’,’1’,’Z’,’W’,’L’,’H’,’-’); 4.3 数据类型 4.3.2 用户自定义数据类型 ? 整数（Integer ）、实数（ Real）类型 TYPE 数据类型名 IS 数据类型 约束范围； 例 ：TYPE digit IS RANGE 0 TO 9; 4.3 数据类型 4.3.2 用户自定义数据类型 ? 数组（ Array）类型 TYPE 数据类型名 IS Array 范围 OF 原数据类型 ； 例 ：TYPE word IS ARRAY （ INTEGER 0 TO 7） OF STD_LOGIC; 4.3 数据类型 4.3.2 用户自定义数据类型 ? 记录（ Record）类型 TYPE 数据类型名 IS RECORD 元素名： 原数据类型名 ； 元素名： 原数据类型名 ； ??? END RECORD; 4.3 数据类型 4.3.2 用户自定义数据类型 ? 记录（ Record）类型 例： TYPE bank IS RECORD addr0:STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); addr1:STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); END RECORD; SIGNAL addrbus： STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); SIGNAL sbus:bank:=(“00001100”,”00000010”); addrbus<=sbus.addr0; 4.3 数据类型 4.3.2 用户自定义数据类型 SUBTYPE 子类型名 IS 数据类型名 【范 围】； 例： SUBTYPE digit IS INTEGER RANGE 0 TO 9； 4.3 数据类型 4.3.3 用户自定义数据子类型 4.3 数据类型 4.3.3 数据类型的转换 本章内容 ? 标识符 ? 数据对象(对象的申明) ? 数据类型 ? 操作符 ? 逻辑运算符 ：逻辑运算（Logical） ? 算术运算符 ：算术运算（Arithmetic） ? 关系运算符 ：关系运算（Relational） ? 并置运算符 ：并置运算(Concatenation） 4.4 操作符 4.4.1 逻辑运算符 4.4 操作符 ? 在VHDL中逻辑运算符主要有6 种它们分别是： ? NOT——取反； ? AND——与； ? OR——或； ? 可以对STD_LOGIC、BIT、 STD_LOGIC_VECTOR等逻辑型数 据及布尔型数据进行运算 ?NAND——与非； ?NOR——或非； ?XOR——异或。 4.4.2 算术运算符 4.4 操作符 VHDL有10种算术运算符，它们分别是： ? + ——加； ? － ——减； ? *——乘； ? / ——除； ? MOD——求模； ? REM——取余； ? + ——正；（一元运算） ? － ——负（一元运算） ? ** ——指数； ? ABS——取绝对值。 VHDL中有6种关系运算符，它们分别是： 4.4.3 关系运算符 4.4 操作符 ?＜=——小于等于； ? ＞ ——大于； ? ＞=——大于等于。 ? = ——等于； ? /= ——不等于； ? ＜ ——小于； 4.4.3 关系运算符 4.4 操作符 ? 等号 “=”和不等号 “/=”可以适用所有类型的数据。 ? 其它关系运算符则可使用于整数（INTEGER） 和实数（REAL）、位（STD_LOGIC）等数据类 型以及位矢量（STD_LOGIC_VECTOR）等数组类 型的关系运算。 ? 在进行关系运算时，左右两边的操作数的数据 类型必须相同，但是位长度不一定相同。 并置运算符 “&”用于位或位 矢量的连接 。 4.4.4 并置运算符 4.4 操作符 作业 A0011 b0101 cout 0 0 0 1 sum0110 请根据真值表给出半加器的VHDL描述程序