数据对象
VHDL中的数据对象有三种,常量(constant)、变量(veriable)、信号(signal),用来描述目标量的属性的。
常量(constant),允许的三个设计单元有实体,结构体,程序包,块,进程,子程。常量的可视性,即常量的作用范围决定于它被定义的位置:包=>实体=>结构体=>进程等。signal 也有the same attribute.
变量(veriable),是一个局部量,只作用于在定义了变量的process和subprogram的顺序语句里面,而且变量的数据传输没有延时行为。变量的主要作用是在进程中作为临时的数据存储单元(当前)。
信号(signal),信 号的define 和使用的范围为entity,architecture和package,而不能在process和subprogram的顺序语句 中。而且,在没有作特殊设置时,信号也有一个最小传输延时,它的硬件特征更为明显,类似于连接线,可以作为设计实体并行语句模块间的信息交流通道,它即可 以保存当前值也可以保存历史值,和触发器的**功能有很好的对应关系,只是不必care信号上的数据流动方向。关于信号的初始值的设定和veriable 一样,因为电路上电后的随机性,因此综合器并不支持设置初始值。由于process的敏感列表里可以有信号,那么信号就能把process外部的信息引入 或传出.在process中,当多个同名信号被赋值,只执行最后一个,因为当遇到end process的时候才对signal赋值。但是当并行语句中却 不允许同一信号有多个驱动源的。
硬件电路系统上来看,变量和信号相当于电路系统中的连线和连线上传输的信号,常量相当于电路中的恒定电平,如gnd和vcc。在不完整条件语句中,变量和信号有同样的功能都能。
关于process(clk) begin
if clk'event and clk='1' then
a<=d; --d,q为port,a,b为signal
b<=a;
q<=b;
end if ;
end process;中的一些问题!
首先,此进程描述的是当clk上升沿发生时,将信号由port d输入到a到b,再由port q输出。
下面要说的是这个进程执行时的几个问题。
首先,此进程执行的时候,a的赋值,b的赋值,q的赋值是并行执行的,也就是说a,b,q的赋值是同时的。但这是在进程中,也就是说应该先将a赋 值,再将a的值赋给b,最后把b的值由q输出,这样一个顺序执行,为什么会是并行执行的呢?为什么赋值结束后q输出的值并不是d输入的值呢,而是上一时钟 b的值?
这是因为,对于某一个时钟周期的信号,确实是按从a到b到q的顺序传输的。而对于同一个时钟,各个节点上的信号都不是当前其上一个节点上的信号,原 因很简单,就是因为要有一个固定延时赋值才完成。也就是说q输出的值是b上一时钟的值,而b被更新的值是上一时钟a的值... ...而当前这个时刻,每一个一个节点的值都是被赋给的新值,也就是说,在这个固定延时时间里,各个节点被赋值是同时发生的。
这个进程中的信号的顺序赋值,很完美的体现了硬件行为,即整体描述了一个信号是如何在节点之间传递的,又描述出每个时钟的信号都是如何在节点之间动作的,这就是HDL的魅力吧!~呵呵
|