VHDL顺序语句

4.3VHDL语言的顺序语句顺序语句（SequentialStatements）用来实现模型的算法描述。这些语句从多侧面完整地描述数字系统的硬件结构和基本逻辑功能，其中包括通信的方式、信号的赋值、多层次的元件例化以及系统行为等。顺序语句和并行语句是VHDL程序设计中两大基本描述语句系列。并行语句（ConcurrentStatements）用来表示各模型算法描述之间的连接关系。顺序语句只能出现在进程（PROCESS）子程序中，其它都是并行语句。顺序语句是相对于并行语句而言的，其特点是每一条顺序语句的执行(指仿真执行)顺序与它们的书写顺序基本一致的，[理解]一个进程是由一系列顺序语句构成的，而进程本身属并行语句。也就是说，在同一设计实体中，所有的进程是并行执行的，每个进程内部是顺序执行的。VHDL有如下七类基本顺序语句：信号赋值语句变量赋值语句1、赋值语句2、IF语句3、CASE语句4、LOOP语句5、跳出循环语句6、返回语句RETURN语句NULL语句7、空操作语句FORLOOP语句WHILELOOP语句NEXTLOOP语句EXITLOOP语句三种IF语句目的变量:=表达式；变量的定义和赋值限定在顺序区域内，即只能在进程或子程序中使用，它无法传递到进程之外。目的信号=表达式；例：y=‘1’;例：x:=15;信号赋值可以在顺序区域内作顺序语句，也可以在结构体中当作并行语句使用。1、赋值语句A、变量赋值语句B、信号赋值语句执行结果？？赋值语句实例1执行结果？赋值语句实例2赋值语句实例3sec=?2、IF语句第一种第二种IF条件句THEN顺序语句;ENDIF;IF条件句THEN顺序语句;ELSE顺序语句;ENDIF；第三种IF条件句1THEN顺序语句1;ELSIF条件2THEN顺序语句2;…ELSIF条件nTHEN顺序语句n;ELSE顺序语句n+1;ENDIF;例：IF(SET=’1’)THENc=bENDIF；例：IF(sel=’1’)THENc=a;ELSEc=b;ENDIF;IF语句实例1:4选1数据选择器LIBRARYIEEE；USEIEEE.STE_LOGIC_1164.ALL;ENTITYmux4ISPORT(input:INSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);sel:INSTD_LOGIC_VECTOR(1DOWNTO0);Y:OUTSTD_LOGIC);ENDmux4;ARCHITECTURErt1OFmux4ISBEGINPROCESS(input,sel)BEGINIF(sel=”00”)THENY=input(0);ELSIF(sel=”01”)THENY=input(1);ELSIF(sel=”10”)THENY=input(2);ELSEY=input(3);ENDIF;ENDPROCESS;ENDrt1;IF语句实例2：8线-3线优先编码器电路符号真值表实体设计LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITYcoderISPORT(A:INSTD_LOGIC_VECTOR(0TO7)Y:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(0TO2);ENDcoder;结构体设计ARCHITECTUREa1OFcoderISBEGINIF(A(7)=‘1’)THENY=“111”;ELSIF(A(6)=‘1’)THENY=“110”;ELSIF(A(5)=‘1’)THENY=“101”;ELSIF(A(4)=‘1’)THENY=“100”;ELSIF(A(3)=‘1’)THENY=“011”;ELSIF(A(2)=‘1’)THENY=“010”;ELSIF(A(1)=‘1’)THENY=“001”;ELSEY=“000”;ENDIF;ENDa1;IF语句不仅可用于选择器设计，还可用于比较器，译码器等进行条件控制的逻辑设计。IF语句中至少应有一个条件句，条件句必须由布尔表达式构成，条件表达式中能使用关系运算操作及逻辑运算操作的组合表达式。IF语句颠倒条件判别次序，会引起在综合时逻辑功能的变化，即IF语句判别条件不可颠倒。IF语句中，先处理最起始的条件；如果不满足，再处理下一个条件。一般把条件约束最多的作为起始条件。B、CASE语句CASE表达式ISWhen选择值=顺序语句；When选择值=顺序语句；...[WhenOTHERS=顺序语句；]ENDCASE；选择值可以有四种不同的表达方式：单个普通数值，如6。数值选择范围，如(2TO4)，表示取值为2、3或4。并列数值，如35，表示取值为3或者5。混合方式，以上三种方式的混合。LIBRARYIEEE；USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL；ENTITYMUX41ISPORT(S1，S2：INSTD_LOGIC；A，B，C，D：INSTD_LOGIC；Z：OUTSTD_LOGIC)；ENDENTITYMUX41；用CASE语句描述4选1多路选择器ARCHITECTUREARTOFMUX41ISSIGNAS：STD_LOGIC_VECTOR(1DOWNTO0)；BEGINS=S1&S2；PROCESS(S，A，B，C，D)BEGINCASESISWHEN00=Z=A；WHEN01=Z=B；WHEN10=Z=C；WHEN11=Z=D；WHENOTHERS=Z='X'；ENDCASE；ENDPROCESS；ENDARCHITECTUREART；(1)条件句中的选择值必须在表达式的取值范围内。(2)除非所有条件句中的选择值能完整覆盖CASE语句中表达式的取值，否则最末一个条件句中的选择必须用“OTHERS”表示。(3)CASE语句中每一条语句的选择只能出现一次，不能有相同选择值的条件语句出现。(4)CASE语句执行中必须选中，且只能选中所列条件语句中的一条。这表明CASE语句中至少要包含一个条件语句。使用CASE语句需注意以下几点：CASE语句常用来描写总线行为、编码器和译码器的结构。CASE语句与IF语句功能相似但CASE语句的可读性好，非常简洁。C、LOOP语句[标号：]FOR循环变量IN循环次数范围LOOP顺序语句;ENDLOOP[标号]；（1）FOR…LOOP语句，语法格式如下：用法示例：FORIIN0TO7LOOPtmp:=tmpXORa(I);ENDLOOP;[标号：]WHILE循环条件LOOP顺序语句;ENDLOOP[标号]；（2）WHILE…LOOP语句，语法格式如下：用法示例：WHILEi4LOOPb:=bANDa(i);vout(i):=b;i:=i+1;ENDLOOP;D、NEXT语句NEXT[LOOP标号][WHEN条件表达式]；其语法格式如下：当LOOP标号缺省时，则执行NEXT语句时，即刻无条件终止当前的循环，跳回到本次循环LOOP语句开始处，开始下一次循环，否则跳转到指定标号的LOOP语句开始处，重新开始执行循环操作。若WHEN子句出现并且条件表达式的值为TRUE，则执行NEXT语句，进入跳转操作，否则继续向下执行。E、EXIT语句EXIT[LOOP标号][WHEN条件表达式]其语法格式如下：这种语句格式与前述的NEXT语句的格式和操作功能非常相似，惟一的区别是NEXT语句是跳向LOOP语句的起始点，而EXIT语句则是跳向LOOP语句的终点。EXIT语句为程序需要处理保护、出错和警告状态时，提供了一种快捷、简便的调试方法。F、返回语句RETURN语句是一段子程序结束后，返回主程序的控制语句。它有两种格式：第一种格式只能用于过程，它后面一定不能有表达式；第二种格式只能用于函数，它后面必须有条件表达式，它是函数结束的必要条件，函数结束必须用RETURN语句。RETURN;--第一种语句格式RETURN表达式；--第二种语句格式【例】PROCEDURErs(SIGNALs,r:INSTD_LOGIC;SIGNALq,nq:INOUTSTD_LOGIC)ISBEGINIF(s='1'ANDr='1')THENREPORTForbiddenstate:sandrarequualto'1';RETURN;ELSEq=sANDnqAFTER5ns;nq=sANDqAFTER5ns;ENDIF;ENDPROCEDURErs;【例】FUNCTIONopt(a,b,opr:STD_LOGIC)RETURNSTD_LOGICISBEGINIF(opr='1')THENRETURN(aANDb);ELSERETURN(aORb);ENDIF;ENDFUNCTIONopt;6、空操作语句空操作语句的语句格式如下：NULL;在下例的CASE语句中，NULL用于排除一些不用的条件。CASEOpcodeISWHEN001=tmp:=regaANDregb;WHEN101=tmp:=regaORregb;WHEN110=tmp:=NOTrega;WHENOTHERS=NULL;ENDCASE;