第四章VHDL语言构造体的描述讲义.ppt

第四章 VHDL语言构造体的描述方式 引子 硬件系统的描述可以采用三种不同的描述风格： 行为描述方式 数据流描述方式 结构化描述方式 4.1构造体的行为描述方式 1 什么是行为描述？ 它是对系统数学模型的描述，与寄存器传输描述方式和结构化描述方式相比，具有最高的抽象程度。 2 使用的语句具有什么样的特点？ 采用: 算术运算，关系运算，惯性延时，传输延时等不易或不能进行逻辑综合的VHDL语句。 3 行为描述方式的VHDL语言程序的运用场合？ 主要用于系统数学模型的仿真或系统工作原理的仿真。 一些专门用于行为描述的语句 代入语句： 格式： 信号量 = 敏感信号量表达式； 例： z = a OR (b NAND c)； 上式中有3 个敏感量 a，b， c，无论哪一个敏感量发生了变化，该代入语句将被执行。 例 a = b AFTER 5 ns； －－表示当b发生新的变化5ns后， 才被代入到信号a中 c = a AND b AFTER 15 ns； －－表示当a或b发生新的变化15ns后 它们与的结果才被代入到信号a中 A=‘0’ after 5 ns,’1’ after 10 ns,’0’ after 15 ns; 例:四选一电路的行为描述方式（1） library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity mux4 is port(i0,i1,i2,i3,a,b:in std_logic; q:out std_logic); end mux4; architecture behav of mux4 is signal sel: integer; 例:四选一电路的行为描述方式（2） Begin with sel select q=i0 after 10 ns when 0, i1 after 10 ns when 1, i2 after 10 ns when 2, i3 after 10 ns when 3, ‘X’ after 10 ns when others; sel= 0 when a=‘0’ and b=‘0’ else 1 when a=‘1’ and b=‘0’ else 2 when a=‘0’and b=‘1’ else 3 when a=‘1’and b=‘1’ else 4; End behav; 延时语句 有两类延时用于行为描述：惯性延时、传输延时。 惯性（Inertial）延时：在惯性模型中，系统或器件输出信号要发生变化，必须有一段时间的延时，这段延时时间，就是系统或元件的惯性延时。 特点：当一个系统或器件的输入信号周期，小于系统或器件的惯性延时，其输出将保持不变。 如：在一个信号值维持期间，如果存在任何毛刺、脉冲等周期小于器件本身的惯性延时的情况，输出信号的值将不变，否则将引起信号的变化。 惯性延时示例 传输(Transport)延时 传输延时常用于描述总线延迟、连接线的延时，及ASIC芯片的路径延时。 在VHDL语言中，传输延时不能缺省，必须在语句中使用传输延时的前置词transport明确说明。 特点：输出端的信号在延时规定时间后，将完全复现输入断的输入波形，而不管输入波形的形状和宽窄如何。 传输延时示例 多驱动器描述语句 驱动（Driver)是有关信号驱动（激励)的源。 VHDL语言中，构造体内利用代入语句，为每一个输出信号创建一个驱动器。 在设计逻辑电路的时候，我们经常会碰到的一种情况：多个驱动器的输出同时连接到同一条信号线，这时候我们怎么办？ 判决函数 具有两个驱动(b、d)的信号a到底应如何取值，这一点在标准的数据类型是没有定义的。 为了解决多驱动同时驱动一个信号的行为描述，在程序包STD_LOGIC_1164中，专门定义了一种描述判决函数的数据类型，称为判决函数子类型。 判决函数（Resolution Function）：在多个驱动器同时驱动一个信号时，定义输出哪一个的函数。 判决函数是由设计者编写的函数 每当一个信号的驱动值改变时，将请求判决函数，判决函数返回一个单一的值。 例：包集合STD-LOGIC-1164中判决函数描述的部分