对复杂电路行为的描述方法ppt课件

1、第六讲第六讲 VHDL言语对复杂电路行为的描言语对复杂电路行为的描画方法画方法 提纲提纲l提高笼统层次l对事件模型的扩展l进程Process语句l并行进程l进程+并行信号赋值语句l循环语句l进程的执行机制lWait语句lVHDL的对象属性l前述描画方法的综合运用：描画一个形状机l总结提高笼统层次提高笼统层次l并行信号赋值语句可以方便地描画数字系统门级行为l更高层的电路部件有着更复杂的行为l输入/输出行为曾经难以用并行信号赋值语句来描画l描画中需求引入形状信息l需求引入复杂数据构造l我们需求引入功能更强的描画构造对事件模型的扩展对事件模型的扩展l组合逻辑电路的输入/输出特点l输入信号上的事件引起

2、逻辑电路进展重新计算l重新计算的结果是在输出信号上有新的事件产生l计算输出信号上的事件所对应的值和时间是一个复杂的过程进程进程Process语句语句进程进程Process语句语句l进程中的语句是顺序执行的l进程体的构造是和常规的C言语的函数非常类似l对变量作声明和援用l采用if-then, if-then-else, case, for 和 while语句l进程中可以包含信号赋值语句l进程和其他并行信号赋值语句的关系是并行执行l一个进程在仿真中的执行时间是0秒，进程的执行将产生未来的事件l我们可以将一个进程等价地看作为一个复杂的信号赋值语句并行进程：一个全加器的例子并行进程：一个全加器的例子l

3、全加器中的每一个部件都可以用一个进程来描画l进程之间是并行执行的l在这个意义上这些进程的行为和并行信号赋值语句是非常类似的l进程之间经过信号来通讯并行进程：一个全加器的例子并行进程：一个全加器的例子并行进程：半加器并行进程：半加器进程进程+并行信号赋值语句：存储器读写举例并行信号赋值语句：存储器读写举例进程进程+并行信号赋值语句：存储器读写举例并行信号赋值语句：存储器读写举例 写操作写操作进程进程+并行信号赋值语句：存储器读写举例并行信号赋值语句：存储器读写举例 写操作写操作进程进程+并行信号赋值语句：存储器读写举例并行信号赋值语句：存储器读写举例l一个进程可以看作是一个单独的并行信号赋值语句

4、l进程的外部行为和一个并行信号赋值语句是完全一样的l进程描画了更加复杂的事件产生和处置的操作l在仿真时进程和其他并行赋值语句是并行执行的。循环语句循环语句循环语句循环语句l对for循环语句，循环次数控制是直接在语句中定义的lfor循环语句的循环次数控制仅局限在for 语句中有效l在for 语句之外是无效的l对while循环语句，退出循环的条件是由布尔表达式来决议的进程的执行机制进程的执行机制l一切的进程在仿真的起始时辰都被执行一次l因此进程端口表中的信号值和信号上的事件决议来进程初始化的结果l我们可以将进程看作是具有外部接口和内部功能的逻辑部件l在进程中可以定义变量，要留意变量和信号之间的不同

5、进程的执行机制进程的执行机制进程的执行机制进程的执行机制进程的执行机制进程的执行机制l变量和信号的区别l数值计算vs.时间-数值对的计算l信号所对应的事件排序和delta延迟机制！l变量和信号在进程中的运用l信号与硬件电路中的连线相对应l变量用于标识进程中运算的中间值l实体Entity中定义的信号在进程中是可见的l在进程中可以包含变量赋值和信号赋值语句进程的执行机制进程的执行机制Wait语句语句Wait语句：波形的生成语句：波形的生成Wait语句：波形的生成语句：波形的生成l留意到上面的语句利用了进程“永久执行的原理Wait语句：异步输入语句：异步输入Wait语句语句l在一个进程中可以包含多个

6、wait语句l一个进程中不可以同时包含wait语句和敏感表lWait语句以显式的方式来控制进程操作的暂停和恢复执行l该语句可以用来表示数字系统中的同步和异步事件VHDL的对象属性的对象属性Attributel可以经过下述表达式来获得VHDL对象的属性：object attributel例如：一个信号所包含的属性l该信号的哪些信息是有用的？l某一事件的发生l最近发生的事件到当前时辰的时间间隔l在最近事件之前的信号值属性的分类属性的分类l数值属性l前往一个常数l函数属性l调用一个函数，该函数前往一个数值l信号属性l产生一个新的信号l类型属性l前往一个VHDL类型的属性l范围属性l前往一个范围值数值

7、属性数值属性l前往一个常数，例如l type statetype is state0, state1, state2 state3；l statetypeleft = state0l statetyperight = state3函数属性函数属性l对属性的运用引起了一个函数调用，该函数有一个前往值l if Clkevent and Clk = 1l信号属性所对应的函数调用函数属性函数属性l队列array属性函数范围属性范围属性l前往一个队列的索引范围l该属性使loop循环的编写变得容易信号属性信号属性l利用信号属性得援用可以产生一个新的信号信号属性信号属性前述描画方法的综合运用：描画一个形状机

8、l形状机的根本组成l组合逻辑部分：输出计算和下一形状的计算l时序逻辑部分：形状存储l基于进程的描画方法前述描画方法的综合运用：描画一个形状机前述描画方法的综合运用：描画一个形状机l输出与下一形状的计算lcomb_process: process state, x is when state1 = lBegin if x = 1 thenlcase state is next_state z = 0;lif x = 0 then else next_state = state1;lnext_state = state1; z = 1; lz = 1; end if; lelse next_sta

9、te = state0; end case; lz = 0; end process comb_process; lend if;前述描画方法的综合运用：描画一个形状机lClock进程l采用一个异步复位来将形状机初始化到一个的形状l clk_process: process isl beginl wait until clkevent and clk = 1; - wait until the rising edgel if reset = 1 then - check for reset and initialize statel state = statetypeleft;l else state = next_state;l end if;l end process clk_