VHDL的数据对象和数据类型.ppt

* * TLC的设计 设计在FR(Farmroad缩写为FR (BR))与HW(Highway缩写为HW (MR))十字交叉口的TLC(TLC--Traffic Light Controller) 自然语言描述： 在FR与HW的十字交叉口(见图1)靠FR and HW的两边各设一个汽车检测器，用以检查FR HW上是否有汽车过往？ 检测出有汽车(Car_on_FR－－C_O_F)作为系统的一个输入信号。 TLC向FR和HW上的两组交通灯各发出两个控制信号；控制FR的交通灯(Farmroad_Light缩写为FL)，和控制HW上的交通灯(Highway_Light缩写为HL)。 FR上检测到有汽车行驶则HW上交通灯为红灯，相反FR上的交通灯应保持绿灯亮且维持亮绿灯的时间不能超过一个给定的长时间(Long_Time-LT :30s)间隔。HW上保持绿灯亮的时间也不应比这个给定长时间间隔短。 亮红灯转为亮绿灯之间有一段亮黄灯时间，黄灯亮时间不超过给定的短时间间隔(Short_Time-ST: 4s)。反之，从亮绿灯到亮红灯的转换亦同。 FL 乡间 高速HL 公路 公路 图 HW和FR交叉路口的交通灯 上述设计规范要完成三方面的设计描述： 定义顶层的接口(I/O)； 描述底层的行为功能； 设计验证方案(即设计仿真的激励与输出仿真结果)。 把设计规范从自然语言转换为机器接受的硬件描述语言是设计描述。可用4个有限状态来描述交通灯的控制行为，故TLC的设计是一个有限状态机。它有4个状态： 1)初始状态a；HW亮绿色交通灯时，乡间道路的红色交通灯亮。 2)第二个状态b;HW变为黄色交通灯亮的等待切换状态。 3)第三个状态c ;HW红色交通灯亮时，乡间道路的绿色交通灯亮。 4)第四个状态d; FR变为黄色交通灯亮的等待切换状态。 须指出，HW上灯为绿色时相反在乡间道路上是红色。 a HW 绿灯亮 d FR 绿灯亮 d FR 黄灯亮 b HW 黄灯亮 car_on_short=0 or Timed_out_long30s=1 car_on_Farmroad=1 and Timed_out_short4s=1 Timed_out_short4s=1 Timed_out_short4s=1 交通控制灯的 状态转移图 表1 交通控制灯的状态转移表 当前 转移条件 下一 输出状态 状态 状态 高速公路 乡间公路 亮灯颜色 亮灯颜色 a SB=1 ； MB＝1 和 s=30s OR SB=1, b 绿 红 b S =2s c 黄 红 c SB=0; MB＝1 OR S=30s d 红 绿 d S =2s a 红 黄 对4个状态，9个信号(3个输入，6个输出) 需建立两种数据类型的设计对象； 一种是系统的可枚举数据类型，即： type state is (a，b, c, d); singnal state :state_type; 归纳一下： 这是个4个状态的有限状态机的设计； 它有9种信号端口； 为设计定义了数据类型(可枚