五,VHDL语言的顺序语句

1、五、VHDL语言的顺序语句顺序语句（Sequential Statements）用来实现模型的算法描述。 这些语句从多侧面完整地描述数字系统的硬件结构和基本逻辑功能，其中包括通信的方式、信号的赋值、多层次的元件例化以及系统行为等。 顺序语句和并行语句是VHDL程序设计中两大基本描述语句系列。并行语句（Concurrent Statements）用来表示各模型算法描述之间的连接关系。1顺序语句只能出现在 进程（PROCESS） 过程（PROCEDURE） 函数（FUNCTION）中，其它都是并行语句。 顺序语句是相对于并行语句而言的，其特点是每一条顺序语句的执行(指仿真执行)顺序是与它们的书写顺

2、序基本一致的，理解 一个进程是由一系列顺序语句构成的，而进程本身属并行语句。也就是说，在同一设计实体中，所有的进程是并行执行的，每个进程内部是顺序执行的。2VHDL有如下六类基本顺序语句：信号赋值语句变量赋值语句1、赋值语句2、流程控制语句3、等待语句4、子程序调用语句5、返回语句6、空操作语句IF语句CASE语句LOOP语句NEXT语句EXIT语句RETURN语句NULL语句WAIT语句过程调用函数调用3目的变量 := 表达式；变量的说明和赋值限定在顺序区域内，即只能在进程或子程序中使用，它无法传递到进程之外。目的信号 = 表达式；例：y=1;例：x:=15;信号赋值可以在顺序区域内作顺序语

3、句，也可以在结构体中当作并行语句使用。1、赋值语句A、变量赋值语句B、信号赋值语句42、流程控制语句第一种第二种A、IF 语句IF 条件句 THEN 顺序语句;END IF;IF 条件句 THEN 顺序语句; ELSE 顺序语句;END IF；5第三种IF 条件句1 THEN 顺序语句1;ELSIF 条件2 THEN 顺序语句2;ELSIF 条件n THEN 顺序语句n;ELSE 顺序语句n+1;END IF;6例 ：IF (SET=1) THEN c=b END IF；例 ： IF (sel=1) THEN c=a; ELSE c=b; END IF;7例 用IF语句描述一个四选一电路LIB

4、RARY IEEE；USE IEEE. STE_LOGIC_1164.ALL;ENTITY mux4 IS PORT (input: IN STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0); sel: IN STD_LOGIC_VECTOR (1 DOWNTO 0); Y: OUT STD_LOGIC);END mux4;8ARCHITECTURE rt1 OF mux4 ISBEGIN PROCESS (input, sel) BEGIN IF (sel=”00”) THEN Y=input (0); ELSIF (Sel=”01”) THEN Y=input (1); ELSIF

5、 (Sel=”10”) THEN Y=input (2); ELSE Y 顺序语句；When 选择值 = 顺序语句；.When OTHERS =顺序语句；END CASE ；选择值可以有四种不同的表达方式： 单个普通数值，如6。 数值选择范围，如(2 TO 4)，表示取值为2、3或4。 并列数值，如35，表示取值为3或者5。 混合方式，以上三种方式的混合。11例 用CASE语句描述4选1多路选择器。LIBRARY IEEE；USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL；ENTITY MUX41 ISPORT(S1，S2： IN STD_LOGIC； A，B，C，D：IN STD_LO

6、GIC； Z： OUT STD_LOGIC)；END ENTITY MUX41；12ARCHITECTURE ART OF MUX41 ISSIGNA S ：STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0)；BEGINSZZZZZ10 ; - 当a大于10时跳出循环 END LOOP L2; .（2）FOR LOOP语句，语法格式如下：（1）单个LOOP语句，其语法格式如下：标号: LOOP 顺序语句; END LOOP 标号 ;15 标号： WHILE 条件 LOOP 顺序语句; END LOOP 标号；（3）WHILE LOOP语句，语法格式如下：用法示例： FOR I IN 0

7、TO 7 LOOP Tmp:=tmp XOR a (I);END LOOP;用法示例： FOR I IN 0 TO 7 LOOP Tmp:=tmp XOR a (I);END LOOP;用法示例： WHILE i4 LOOP b:=b AND a(i); vout (i):=b; I:=I+1; END LOOP;16D、NEXT 语句NEXT； - 第一种语句格式NEXT LOOP 标号； - 第二种语句格式NEXT LOOP 标号 WHEN 条件表达式； - 第三种语句格式NEXT有三种用法，其语法格式如下： 当LOOP 标号缺省时，则执行NEXT 语句时，即刻无条件终止当前的循环，跳回到

8、本次循环LOOP语句开始处，开始下一次循环，否则跳转到指定标号的LOOP语句开始处，重新开始执行循环操作。若WHEN子句出现并且条件表达式的值为TRUE，则执行NEXT语句，进入跳转操作，否则继续向下执行。17用法示例： L1： FOR CNT IN 1 TO 8 LOOP S1：A(CNT):=0； NEXT WHEN (B=C)； S2 ：A(CNT+8):=0;END LOOP L1;当程序执行到NEXT语句时，如果条件判断式（b=c）的结果为TRUE，将执行NEXT语句，并返回到L1，使cnt加1后执行S1开始的赋值语句，否则执行S2开始的赋值语句。18E、EXIT 语句EXIT； -

9、 第一种语句格式EXIT LOOP 标号； - 第二种语句格式EXIT LOOP 标号 WHEN 条件表达式； - 第三种语句格式EXIT有三种用法，其语法格式如下：这种语句格式与前述的NEXT 语句的格式和操作功能非常相似，惟一的区别是NEXT语句是跳向LOOP 语句的起始点，而EXIT语句则是跳向LOOP语句的终点。EXIT语句为程序需要处理保护、出错和警告状态时，提供了一种快捷、简便的调试方法。193、等待语句WAIT语句WAIT； - 第一种语句格式WAIT ON 信号表； - 第二种语句格式 WAIT UNTIL 条件表达式； - 第三种语句格式WAIT FOR 时间表达式； - 第

10、四种语句格式， 超时等待语句EXIT有四种用法，其语法格式如下：用法示例1：SIGNAL s1,s2 : STD_LOGIC;.PROCESSBEGIN.WAIT ON s1,s2 ；END PROCESS ；WAIT ON 信号表 UNTIL 条件表达式 FOR 时间表达式；用法示例2：. Wait until enable =1;单独的WAIT表示永远挂起。20一般地，只有WAIT_UNTIL格式的等待语句可以被综合器接受(其余语句格式只能在VHDL仿真器中使用) ，WAIT_UNTIL语句有以下三种表达方式：WAIT UNTIL 信号=Value ； - (1) WAIT UNTIL 信

11、号EVENT AND 信号=Value; - (2) WAIT UNTIL NOT 信号STABLE AND 信号=Value; - (3) 如果设clock为时钟信号输入端，以下四条WAIT语句所设的进程启动条件都是时钟上跳沿，所以它们对应的硬件结构是一样的：WAIT UNTIL clock =1;WAIT UNTIL rising_edge(clock) ;WAIT UNTIL NOT clockSTABLE AND clock =1;WAIT UNTIL clock =1 AND clockEVENT;21例：PROCESS BEGINrst_loop : LOOP WAIT UNTIL

12、 clock =1 AND clockEVENT; - 等待时钟信号 NEXT rst_loop WHEN (rst=1); - 检测复位信号rst x = a ; - 无复位信号，执行赋值操作 WAIT UNTIL clock =1 AND clockEVENT; - 等待时钟信号 NEXT rst_loop When (rst=1); - 检测复位信号rst y 实参表达式 ，形参名= 实参表达式) ；一个过程的调用将分别完成以下三个步骤：（1）将IN和INOUT模式的实参值赋给欲调用的过程中与它们对应的形参；（2）执行这个过程；（3）将过程中IN和INOUT模式的形参值返回给对应的实参。

13、4、子程序调用语句A、过程调用语句23B、函数调用语句 函数调用与过程调用是十分相似的，不同之处是，调用函数将返还一个指定数据类型的值，函数的参量只能是输入值。245、返回语句RETURN语句是一段子程序结束后，返回主程序的控制语句。它有两种格式： 第一种格式只能用于过程，它后面一定不能有表达式；第二种格式只能用于函数，它后面必须有条件表达式，它是函数结束的必要条件，函数结束必须用RETURN语句。 RETURN; -第一种语句格式RETURN 表达式； - 第二种语句格式25【例】PROCEDURE rs (SIGNAL s , r : IN STD_LOGIC ; SIGNAL q , nq : INOUT STD_LOGIC) IS BEGIN IF ( s =1 AND r =1) THEN REPORT Forbidden state : s and r are quual to 1; RETURN ; ELSE q = s AND nq AFTER 5 ns ; nq tmp := rega AND regb ; WHEN 101 = tmp := rega OR regb ; WHEN 110 = tmp := NOT rega ; WHEN OTHERS = NULL ;END CASE ; 276、断言(ASS