VHDL讲义第八章VHDL语言属性描述.ppt

_ VHDL语言设计技术第八章 VHDL语言属性描述 1 第八章 VHDL语言属性描述 属性是指关于设计实体、结构体、类型、信号等项 目的指定特性。 1. 属性提供了描述特定对象的多个侧面值的手段 2. 信号属性在检测信号变化和建立详细的时域模型时非常 重要 3. 为什么要有属性： 电路元件需要时钟信号同步 需要控制信号控制整个电路的行为（进程的执行） 时钟信号与控制信号的使用多种多样 利用属性可以使VHDL源代码更加简明扼要，便于理解 _ VHDL语言设计技术第八章 VHDL语言属性描述 2 属性 VHDL提供5类预定义属性： 1、数值类属性 2、函数类属性 3、信号类属性 4、数据类型类属性 5、数组范围类属性 _ VHDL语言设计技术第八章 VHDL语言属性描述 3 8.1.1 常用数据的数值属性 主要用于返回常用数据类型、数组或是块的有关值： 例如：返回数组长度、数据类型的上下界等。 常用数据类型的数值类属性： left：返回一个数据类型或子类型最左边的值最左边的值。 right：返回一个数据类型或子类型最右边的值最右边的值 。 high：返回一个数据类型或子类型的最大值最大值。 low：返回一个数据类型或子类型的最小值最小值。 8.1 数值类属性 _ VHDL语言设计技术第八章 VHDL语言属性描述 4 属性规则：属性规则： 上下限上下限：对数值取最大、最小值；对枚举类型数据下限取 左边界值，上限取右边界值；对数组取数组区间的最大最 小值。 左右边界左右边界：按书写顺序取左边或右边值。 例： SUBTYPE nat IS Natural Range 0 to 255; X:=natHIGH; -x等于255 X:=natLOW; -x等于0 X:=natRIGHT; -x等于255 X:=natLEFT; -x等于0 8.1 数值类属性 _ VHDL语言设计技术第八章 VHDL语言属性描述 5 PROCESS(a) TYPE bit16 IS Array(15 downto 0) OF std_logic; VARIABLE lef, rig, up, low: NATURAL; BEGIN lef:=bit16LEFT;-15 rig:=bit16RIGHT;-0 up:=bit16HIGH;-15 low:=bit16LOW;-0 END PROCESS; PROCESS(a) TYPE bit16 IS Array(0 to 15) OF std_logic; VARIABLE lef, rig, up, low: NATURAL; BEGIN lef:=bit16LEFT;-0 rig:=bit16RIGHT;-15 up:=bit16HIGH;-15 low:=bit16LOW;-0 END PROCESS; 8.1 数值类属性 在递增区间 LEFT=LOW RIGHT=HIGH 在递减区间 LEFT=HIGH RIGHT=LOW 例例8-8-1 1 ： _ VHDL语言设计技术第八章 VHDL语言属性描述 6 例8-2 枚举类型数据数值属性描述 Architecture voltb of volta IS TYPE volt IS (uV,mV,V,kV); SUBTYPE s_volt IS volt RANGE (V DOWNTO mV); SIGNAL S1,S2,S3,S4: VOLT; BEGIN S1LENGTH(n); 其中n是多维数组的维数；如二维数组n=2; 对一维数组n缺省。 例8-3 一维数组数值属性描述 PROCESS(b) TYPE bit8 IS array (7 downto 0) of bit; TYPE bit31_8 IS array (31 downto 8) of bit; VARIABLE b1,b2: integer; BEGIN b1:=bit8LENGTH;-b1=8 B2:=BIT31_8LENGTH;-b2=24 END PROCESS 8.1 数值类属性 _ VHDL语言设计技术第八章 VHDL语言属性描述 8 指属性以函数的形式返回有关数据类型、数组或是信号的信 息。 函数类属性使用时以函数表达式的形式出现，属性根据输入 的自变量值去执行函数，返回一个相应的值。该返回值可能是数 组区间的某一个值，也可能是信号的变化值，或是枚举数据的位 置序号等。 函数类属性分三类： 1. 数据类型属性函数 2. 数组类型属性函数 3. 信号属性函数 8.2 函数类属性 _ VHDL语言设计技术第八章 VHDL语言属性描述 9 8.2 函数类属性 8.2.1 数据类型属性函数 主要用来得到数据类型的各种相关信息，共6种： （1）POS(X) -返回数据类型定义中输入的X值的位置序号 （2）VAL(X) -返回输入的位置序号X处的值 （3）SUCC(数据值) -返回数据类型定义中该值的下一个对应值 （4）PRED(数据值) -返回数据类型定义中该值的前一个对应值 （5）LEFTOF(数据值) -返回数据类型定义中该值的左边值 （6）RIGHTOF(数据值) -返回数据类型定义中该值的右边值 对于递增区间： SUCC(x) = RIGHTOF(x) PRED(x) = LEFTOF(x) 对于递减区间： SUCC(x) = LEFTOF(x) PRED(x) = RIGHTOF(x) _ VHDL语言设计技术第八章 VHDL语言属性描述 10 8.2 函数类属性 例8-4 PACKAGE w_pack IS TYPE week IS (sun, mon, tue, wed, thu, fri, sat); TYPE r_week IS week RANGE sat DOWNTO sun; END w_pack; 求自定义类型的属性： weekSUCC(mon)-得tue weekPRED(mon)-得sun weekLEFTOF(mon)-得sun week RIGHTOF(mon)-得tue r_weekSUCC(mon)-得tue r_weekPRED(mon)-得sun r_weekLEFTOF(mon)-得tue r_week RIGHTOF(mon)-得sun _ VHDL语言设计技术第八章 VHDL语言属性描述 11 8.2 函数类属性 8.2.2 数组属性函数 主要用来得到数组的信息。共有4种属性： （1）LEFT (n) -得到n区间的左端边界号 （2）RIGHT(n) -得到n区间的右端边界号 （3）HIGH(n) -得到n区间的高端边界号 （4） LOW(n) -得到n区间的低端边界号 其中n表示数组的区间序号（即维数）。当n=1时可以缺省，默认为一维 数组。 在递减区间 LEFT=HIGH RIGHT=LOW 在递增区间 LEFT=LOW RIGHT=HIGH _ VHDL语言设计技术第八章 VHDL语言属性描述 12 TYPE matrix IS ARRAY(0 TO 7, 15 DOWNTO 0) OF std_logic； i = setup_time) REPORT “SETUP VIOLATON” SEVERITY ERROR; END IF; 8.2 函数类属性 _ VHDL语言设计技术第八章 VHDL语言属性描述 16 END PROCESS; Dff_process: PROCESS(clk) BEGIN IF clkLAST_VALUE=0 AND clkEVENT THEN q = setup_time) REPORT “SETUP VIOLATON” SEVERITY ERROR; END IF; _ VHDL语言设计技术第八章 VHDL语言属性描述 21 8.3 信号类属性 hold_check:PROCESS(clkDELAYED(2*hold_time) BEGIN IF (clkDELAYED(hold_time*2) = 1) AND (clkDELAYED(hold_time*2) EVENT) then ASSERT (dLAST_EVENT = 0 ns) OR (dLAST_EVENT WHEN int2 = WHEN int3 = WHEN int4 = WHEN int5 = END CASE; lock_out = FALSE; END PROCESS; END TEST 8.3 信号类属性 _ VHDL语言设计技术第八章 VHDL语言属性描述 27 根据所加属性可以得到一个数据类型值。只有一种： 类型名BASE 用该属性可以得到一个数据类型或子类型的基本类型， 并且使用时只能作为其他属性的前缀来使用。 例： Do_nothing:process(x) TYPE color IS (red,blue,green,yellow,brown,black); SUBTYPE color_gun IS color RANGE red to green; VARIABLE a:color; Begin a:=color_gunBASERIGHT; a:=colorBASELEFT; a:=color_gunBASESUCC(green); END PROCESS; 8.4 数据类型属性 _ VHDL语言设计技术第八章 VHDL语言属性描述 28 该属性按指定输入参数可以得到一个确定的数组区间范围。 只能用于数组，只有2种： 1. RANGE 其中n 是输入参数，该属性可以得到一个递减顺序的自然数区间 : n downto 0 2. REVERSE_RANGE 该属性可以得到一个递增顺序的自然数区间：0 to n 8.5 数组区间类属性 _ VHDL语言设计技术第八章 VHDL语言属性描述 29 例： FUNCTION