内容发布更新时间 : 2024/4/28 6:38:40星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

use ieee.std_logic_1164.all;

———————————————————————- package my_package is

type state is (st1, st2, st3, st4); type color is (red, green, blue);

constant vec: std_logic_vector(7 downto0) := “1111_1111″; end my_package;

Example6.2 内部包含函数的package library ieee;

use ieee.std_logic_1164.all;

———————————————————————- package my_package is

type state is (st1, st2, st3, st4); type color is (red, green, blue);

contant vec: std_logic_vector(7 downto 0) := “1111_1111″; function positive_edge(signal s: std_logic) return boolean; end my_package;

———————————————————————- package body my_package is

function positive_edge(signal s: std_logic) return boolean is begin

return(s’event and s = ‘1′); end positive_edge; end my_package;

为了在QUARTUS II中使用这些package，要在当前project目录下新建一个文件夹，不妨起名为user_lib，把要编译的package放进此文件夹中，然后在AssignmentsàSettingàLibrary中设置相应的目录即可。在VHDL代码中要使用这些package，要在主程序中加入如下代码： use work.package_name.all; 2. 元件component

一个元件是一段结构完整的常用代码，包括声明，实体和结构体，使用component可以使代码具有层次化的结构。 元件声明：

component comp_name is port (

port_name1: signal_mode signal_type; port_name2: signal_mode signal_type;

… ); end component; 元件实例化：

label: comp_name port map (port_list);

元件的声明可以放在主代码中，即调用该元件的代码；或者将元件的声明放到package中，使用时在主代码中增加一条USE语句即可，这样避免了主代码中每实例化一个元件就要声明一次的麻烦。

3. 端口映射

在元件实例化过程中，有两种方法实现元件端口的映射：位置映射和名称映射。 component inverter is port ( a: in std_logic; b: out std_logic ); end component; …

U1: inverter port map(x, y);

此处采用的是位置映射法，x对应a，y对应b。 U1: inverter port map(a => x, b=> y);

此处采用的是名称映射法。对于不需要使用的端口可以断开，只需使用关键字open即可,但是输入端口不能指定为空连接。比如：

U2: my_circuit port map(x => a, y => b, w => open, z => b);

4. GENERIC参数映射

元件实例化时如果要通过GENERIC传递参数，则需进行GENERIC参数的映射。元件实例化的格式如下：

label: comp_name generic map(param_list) port map(port_list);

七、 函数和过程

Function和procedure统称为子程序，内部包含的都是顺序描述的VHDL语言.

八、 有限状态机

状态机的设计包含两个主要过程：状态机建模和状态的编码。 1.有限状态机的建模

有限状态机通常使用CASE语句来建模，一般的模型由两个进程组成，一个进程用来实现时序逻辑电路，另一个进程用来实现组合逻辑电路。 模型的构建：

（1） 分析设计目标，确定有限状态机所需的状态，并绘制状态图； （2） 建立VHDL实体，定义枚举类型的数据类型；

（3） 定义状态变量，其数据类型为前面所定义的枚举数据类型；例： TYPE STATE IS (STATE0, STATE1, STATE2, …); SIGNAL CR_STATE, NEXT_STATE: STATE; （4） 建立时序逻辑电路的实现进程；例： PROCESS (CLK,RESET) BEGIN

IF RESET=’1’ THEN CR_STATE <= STATE0;

ELSIF CLK’EVENT AND CLK=’1’ THEN CR_STATE <= NEXT_STATE; END IF; END PROCESS;

（5） 使用CASE语句建立组合逻辑电路的实现进程。例： PROCESS(CR_STATE,INPUT) BEGIN

CASE CR_STATE IS WHEN STATE0 =>

IF INPUT = … THEN NEXT_STATE <= STATE1; END IF; WHEN STATE1 => …

WHEN OHTERS => NEXT_STATE <= STATE0; END CASE; END PROCESS;

2.状态编码

状态编码包括二进制编码、枚举类型的编码和一位有效编码。利用一位有效编码（One-hot encoding）可以创建更有效地在FPGA结构中实现的有限状态机。每个状态可以使用一个触发器来创建状态机，并且可以降低组合逻辑的宽度。

有限状态机的可能状态由枚举类型所定义，即：

TYPE type_name IS（枚举元素1, 枚举元素2, …., 枚举元素n）;

这个定义是通用的格式，时必须的。在该枚举类型定义语句之后，就可以声明信号为所定义的枚举类型：

TYPE STATE_TYPE IS(S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7); SIGNAL CS,NS: STATE_TYPE;

为了选择有限状态机的状态编码方式，需要指定状态矢量。也可以通过综合工具指定编码方式。当在程序中指定编码方式时，可以在枚举类型定义语句后指定状态矢量，例如，

定义二进制编码的状态矢量的语句是： ATTRIBUTE ENUM_ENCODING: STRING;

ATTRIBUTE ENUM_ENCODING OF STATE_TYPE:TYPE IS “001 010 011 100 101 110 111”;

定义一位有效编码的状态矢量的语句为： ATTRIBUTE ENUM_ENCODING:STRING;

ATTRIBUTE ENUM_ENCODING OF STATE_TYPE:TYPE IS ”0000001 0000010 0000100 0001000 0010000 0100000 1000000”;