VHDL语言数据类型及相互转换

标准数据类型

1, 整数(INTEGER)

范围：-46

2, 实数(REAL)

范围：(综合器不支持)

书写时一定要有小数•

3, 位(BIT)

在数字系统中，信号经常用位值表示，位值用带单引号 的'1'和'0'来表示

标准数据类型

4, 位矢量(BIT_VECTOR)

位矢量是用双引号括起来的一组位数据

"010101"

5, 布尔量(BOOLEAN)

只有"真”和"假”两个状态，可以进行关系运算

6, 字符(CHARACTER)

字符量通常用单引号括起来，对大小写敏感

明确说明1是字符时:CHARACTER'('1')

标准数据类型

7, 字符串(STRING)

字符串是双引号括起来 的由字母，数字或@,%,$组成的一串字符.区分大小写

"laksdklakld" "10"

8, 时间(TIME)

时间的单位:fs,ps,ns,ms,sec,min,hr

例：10 ns

整数数值和单位之间应有空格 标准数据类型

9, 错误等级(SEVERITY LEVEL) 在VHDL仿真器中，错误等级用来表示系统 的状态，它共有4种：

NOTE注意）

WARNING警告）

ERROR错误）

FAILURE（失败）

标准数据类型

10, 自然数（NATURAL）正整数（POSITIVE）

自然数是整数 的一个子类型，包括0和正整数；正整数也是整数 的一个子类型

只能是正整数数据除定义类型外，有时还需要定义约束范围•

INTEGER RANGE 100 DOWNTO 0

BIT_ VECTOR （3 DOWNTO 0）

REAL RANGE TO

IEEE定义的逻辑位与矢量

在IEEE |的程序包std_logic_1164 中定义了两个非常重要 的数据类型：

1 ,std_logic

取值:0,1,Z,X,W,L,H

Z:高阻X:不定W:弱信号不定

L:弱信号0 H:弱信号1

2,Std_logic_vector

注意

1, 在使用"std_logic" 和"std」ogic_vector" 时，在程序中必须声明库及

程序包说明语句,即

LIBRARY ieee和这两句在程序中必不可少 .

2, std_logic 有多个取值，与BIT不同,在编程时应特别注意，需要考虑全所有情况 用户自定义的数据类型

1, 枚举类型

格式:TYPE数据类型名IS(元素，元素,…)；

TYPE STD_LOGIC IS

(U'；X；0'；V；Z'：W：L：H'；-y；

TYPE week IS (Su n,Mo n,Tue,wed,Thu,Fri,Sat);

TYPE color IS (red,gree n,yellow,blue)

TYPE lift_state IS

(stop on 1,doorpee n, doorclose, doorwait1, doorwait2, doorwait3,

doorwait5,up,dow n, stop)

枚举类型的声明

TYPE color IS (red,gree n, yellow,blue);

VARIABLE A:COLOR;

SIGNAL B:COLOR;

A:=RED;

B<=YELLOW;

TYPE lever IS ('0','1','z');

SIGNAL V:lever;

V<='1';

用户自定义的数据类型

2, 整数(INTEGER)

格式:TYPE数据类型名IS数据类型定义约束范围

例 TYPE digit IS INTEGER RANGE 0 TO 9

VARIABLE A:DIGIT;

A:=5;

A:=28; doorwait4, 用户自定义的数据类型

3, 实数(REAL)

格式:TYPE数据类型名IS数据类型定义约束范围

TYPE current IS REAL RANGE -1E4 TO 1E4

VARIABLE A:CURRENT;

A:=1E3;

A:=1E10;

用户自定义的数据类型

4, 数组(ARRAY)

格式:TYPE数据类型名IS ARRAY范围OF原数据类型名

例:TYPE word IS ARRAY (1 TO 8) OF STD_LOGIC;

TYPE word IS ARRAY (INTEGER 1 TO 8) OF STD_LOGIC;

数组常在总线，ROM和RAM中使用.

用户自定义的数据类型

5, 记录(RECODE)类型

将不同的数据类型放在一块，就是记录类型数据

格式:TYPE记录类型名IS RECORD

元素名：数据类型名；

元素名：数据类型名；

END RECORDS录类型名］;

记录(RECODE)类型

例:TYPE ba nk IS RECORD

addrO: STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);

addr1: STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); r0: INTEGER;

END RECORD;

记录(RECODE)类型

例:CONSTANT LEN:i nteger:=100;

TYPE array logic IS ARRAY (99 dow nto 0)OF STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)

TYPE table IS RECORD

a: array logic;

b: STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);

c: in teger RANGE 0 to len ;

END RECORD;

数据类型的转换

数据类型转换函数有 VHDL语言的包提供

例如:STD_LOGIC_1164,

STD_LOGICARITH

STD_LOGIC_UNSIGNED等

函数

说明

1、STD_LOGIC_1164包

TO_STDLOGIC_VECTOR(A) TO_BITVECTOR(A)

TO_LOGIC(A)

TO_BIT(A)

由 BIT_VECTOR专换成 STD_LOGIC_VECTOR

由 STD_LOGIC_VECTOR^成 BIT_VECTOR

由BIT转换成STD_LOGIC

由STD_LOGIC专换成BIT

2、 STD_LOGIC_ARITH包

CONV_STD_LOGIC_VECTOR位长) CONV_INTEGER(A)

由 INTEGER,UNSIGNE和 SIGNED转换成

STD_LOGIC_VECTOR

由 UNSIGNE［和 SIGNED转换成 INTEGER

3、 STD_LOGIC_UNSIGNE包

CONV_INTEGER(A)

STD_LOGIC_VECTO转换成 INTEGER

VHDL属性

VHDL没有一般程序语言中的那些运算类标准函数，取而代之的是多种能反映和影响硬件行

为的属性.属性在描述时序电路 的VHDL设计文件中几乎处处可见，如检测上升沿，下降沿，知 道前一次发生的事件•

VHDL属性

属性指的是关于实体，结构体，类型及信号的一些特征•有的|属性对综合（设计）非常有用•

VHDL的属性可分为数值类属性，函数类属性，范围类属性，信号类属性，类型类属性•其引用

的一般形式为：对象'属性• 数值类属性 数值类属性用于返回数组，块或一般数据 的有关值，如边界，数组长度等信息•对一般的数据 有4种数值类属性：对象类型的左边界，右边界，上边界，下边界，对应的关键字 是:LEFT,RIGHT,HIGH,LOW.数组在加一个长度属性 LENGTH. 数值类属性

sdow n:IN std」o gic_vector（8 DOWNTO 0）;

sup:IN std_logic-vector（0 to 8）;

这两个信号的各属性值如下：

sdow n'left=8; sdow n'right=0; sdow n'low=0; sdow n'high=8; sdow n'le ngth=9;

sup'left=0; sup'right=8; sup'low=0; sup'high=8; sup'le ngth=9;

数值类属性

TYPE bit32 IS ARRAY （63 DOWNTO 32）OF BIT

VARIABLE:left_ra nge,right_ra nge,up_ra nge,low_ra nge,le n:INTEGER;

BEGIN

left-range:=bit32'LEFT; --return 63

right-ra nge:=bit32'RIGHT; --return 32

up-ra nge:=bit32'HIGH; --return 63

low-ra nge:=bit32'LOW; --return 32

len :=bit32'LENGTH; --return 32

函数类属性

信号属性函数属于函数类属性 ，用来返回有关信号行为功能 的信息•共有5种信号属性函数，

分别是：'EVENT（事件）；'ACTIVE（ 活跃）;

'LAST_EVENT （最近一次事件到现在经过多少时间 ）;'LAST_ACTIVE （最近一次活跃到现在

经过多少时间）;'LAST_VALUE（信号变化前 的|取值是什么）

EVENT

EVENT它的值为布尔型，取值为TRUE或 FALSE;

如果刚好有事件发生在该属性所附着 的信号上（即信号有变化）,取值为TRUE.

利用此属性可决定时钟边沿是否有效，即时钟是否发生

EVENT

SIGNAL elk: IN std_logic;

elk 'EVENT AND clk='1'