Attributes in VHDL
0 likes1,044 views
Документ обсуждает атрибуты в языке VHDL, описывая их типы, синтаксис и использование. Включены примеры атрибутов для скалярных типов, массивов и сигналов, а также пользовательских атрибутов с указанием их назначения. Атрибуты помогают представлять свойства объектов и управлять их поведением в проектировании цифровых систем.
![Куланов В.А.
[v.kulanov@csn.khai.edu]
Атрибуты в языке VHDL
«Технологии проектирования
компьютерных систем»](https://image.slidesharecdn.com/lecturevhdlattributes-170514190653/85/Attributes-in-VHDL-1-320.jpg)
Attributes in VHDL
- 1. Куланов В.А. [v.kulanov@csn.khai.edu] Атрибуты в языке VHDL «Технологии проектирования компьютерных систем»
- 2. Атрибуты. Введение Атрибуты – это скаляры, отражающие некоторые свойства объектов АТРИБУТЫ Предопределенные Пользовательские Атрибуты типов Атрибуты сигналов Атрибуты массивов
- 3. Атрибуты Атрибутом называют особенное, долговременное свойство предмета. В языке VHDL сигналы, переменные и другие объекты, кроме своего значения, также имеют множество атрибутов. Обращение к атрибутам объекта имеет следующий синтаксис: type_name'attribute_name Имя скалярного типа или объекта (переменная, сигнал) соответствующего типа Имя атрибута
- 4. Атрибуты скалярных типов Вид атрибута Вычисляемое значение Тип атрибута Т'base Базовый тип T Любойскалярный Т'left Левая граница значений T Т'right Правая граница значений T Т'low Нижняя граница значений T Т'high Верхняя граница значений T T'ascending TRUE, если диапазон задан от меньшего к большему или этот тип определяется перечислением входящих в него значений, иначе FALSE Т'image(X) Строка символов, представляющая значение X T'value(S) Значение указанного типа на базе строкового представления S
- 5. Атрибуты скалярных типов Вид атрибута Вычисляемое значение Тип атрибута T'pos(X) Позиция значения X в наборе значений T Перечислимый,физический Т'val(N) Значение элемента в позиции N в наборе значений T T'leftof(X) Значение в наборе значений T, записанное в позиции слева от X Т'rightof(X) Значение в наборе значений T, записанное в позиции справа от X Т'ргеd(Х) Значение в наборе значений T, на одну позицию меньшее X Т'succ(X) Значение в наборе значений T, на одну позицию большее X
- 6. Атрибуты скалярных типов TYPE scalar_type IS RANGE 30 DOWNTO 0; scalar_type'left → 30; scalar_type'right → 0; scalar_type'low → 0; scalar_type'high → 30; scalar_type'ascending → FALSE; scalar_type'image(14) → "14"; scalar_type'value("14") → 14; scalar_type'leftof(1) → 2; scalar_type'rightof(1) → 0; scalar_type'val(1) → 1; scalar_type'pos(1) → 1; scalar_type'pred(30) → 29; scalar_type'pred(29) → 30; scalar_type'succ(30);
- 7. Атрибуты скалярных типов TYPE fsm_state IS (IDLE, START, STOP, SLEEP); fsm_state'left → IDLE; fsm_state'right → SLEEP; fsm_state'low → IDLE; fsm_state'high → SLEEP; fsm_state'ascending → TRUE; fsm_state'image(START) → "START"; fsm_state'value("STOP") → STOP; fsm_state'pos(IDLE) → 0; fsm_state'val(3) → SLEEP; fsm_state'succ(IDLE) → START; fsm_state'pred(STOP) → START; fsm_state'pred(IDLE); -- недопустимо fsm_state'succ(SLEEP); -- недопустимо
- 8. Атрибуты скалярных типов TYPE color IS (RED, ORANGE, YELLOW, GREEN, BLUE); -- longwave включает три цвета - RED, ORANGE, YELLOW SUBTYPE longwave IS color RANGE color'left TO YELLOW; VARIABLE palette: longwave := RED; TYPE word_index IS RANGE 255 DOWNTO 0; FOR j IN word_index'left DOWNTO 9 LOOP … … END LOOP; TYPE severity IS (START, IDLE, STOP); SIGNAL status: severity := IDLE; SIGNAL emergency: BIT := '0'; status <= severity'high WHEN emergency = '1' ELSE severity'low;
- 9. Атрибуты скалярных типов TYPE clock IS RECORD Hour: integer RANGE 0 TO 23; Min : integer RANGE 0 TO 59; Sec : integer RANGE 0 TO 59; END RECORD clock; … SIGNAL intTime: clock := (0,0,0); … -- & - оператор конкатенации REPORT "The time is" & integer'image(intTime.Hour) & ":" & integer'image(intTime.Min) & ":" & integer'image(intTime.Sec);
- 10. Атрибуты массивов Имя атрибута Значение A'left(N) Левая граница диапазона индексов N-й координаты массива А A'right(N) Правая граница диапазона индексов N-й координаты массива А A'low(N) Нижняя граница диапазона индексов N-й координаты массива А A'high(N) Верхняя граница диапазона индексов N-й координаты массива А A'range(N) Диапазон индексов N-й координаты массива А A'reverse_range(N) Обратный диапазон индексов N-й координаты массива А A'length(N) Ширина диапазонов индексов N-й координаты массива А A'ascending(N) Принимает значение TRUE, если интервал индекса массива задан от меньшего к большему
- 11. Атрибуты массивов TYPE A IS ARRAY (1 TO 4, 31 DOWNTO 0) OF BOOLEAN; A'left (1) → 1; A'low (1) → 1; A'right (2) → 0; A'hight (2) → 31; A'range (1) → IS 1 TO 4; A'reverse_range (2) → IS 0 TO 31; A'length (1) → 4; A'length (2) → 32; A'ascending (1) → TRUE; A'ascending (2) → FALSE;
- 12. Атрибуты массивов GENERIC (N: NATURAL := 8); -- изменяемый параметр … VARIABLE x: STD_LOGIC_VECTOR(N-1 DOWNTO 0); -- реализация схемы «указателя старшей единицы» -- атрибут 'range эквивалентен выражению 7 downto 0 FOR i IN x'range LOOP IF x(i) = '1' THEN y(i) <= '1'; -- «старшая единица» найдена, выход из цикла EXIT; ELSE y(i) <= '0'; END IF; END LOOP;
- 13. Атрибуты сигналов используются для представления временных свойств сигнала эффективное средство анализа их поведения во времени атрибуты сигналов являются единственным способом описания поведения синхронного устройства Сигналы – особый класс объектов, который предназначен для представления в модели на языке VHDL состояние проводника в структуре цифрового устройства.
- 14. Атрибуты сигналов Имя атрибута Тип атрибута Значение S'delayed(Т) То же, что у S Значение S, существовавшее в период времени T перед вычислением атрибута S'event BOOLEAN Принимает значение TRUE, если в текущем цикле моделирования происходило изменение сигнала S'stable(T) BOOLEAN Сигнал имеет значение TRUE, если в течение времени T сигнал не изменялся S'transaction BIT Сигнал типа BIT переключается из ′0′ в ′1′ (или наоборот) при каждом обращении к S S'last_value То же, что у S Предыдущее значение сигнала
- 15. Атрибуты сигналов Имя атрибута Тип атрибута Значение S'active BOOLEAN Принимает значение TRUE, если в текущем цикле моделирования есть обращение к этому сигналу S'quiet(T) BOOLEAN Сигнал имеет значение TRUE, если в течение времени T к сигналу не было обращений S'last_event TIME Время от момента вычисления атрибута до последнего перед этим изменения сигнала S'last_active TIME Время от момента вычисления атрибута до последнего присвоения значения сигналу (не совпадает с LAST_EVENT при наличии слова AFTER в определяющем выражении)
- 16. Атрибуты сигналов Атрибуты delayed, stable, quiet, transaction создают новые сигналы в модели, что позволяет их использовать в правой части оператора присвоения значения сигналам clk if (clk'event and clk = '1') then … … if (not clk'stable and clk = '1') then … … wait until (clk'event and clk = '1'); if (clk'event and clk = '0') then …
- 17. Атрибуты сигналов PROCESS(clk) BEGIN IF clk='1' AND clk'event THEN q1 <= a; -- D- триггер END IF; IF NOT clk'stable THEN -- D- триггер q2 <= a; END IF; IF clk'last_value /= clk THEN q3 <= a; -- D- триггер END IF; IF clk'active -- D- триггер q4 <= a; END IF; q5 <= clk'transaction; -- T- триггер END PROCESS;
- 18. Атрибуты вводимые пользователем Позволяют вводить дополнительные свойства объектам языка: • выбор способа кодирования состояний автомата • управление процессом оптимизации, размещением блоков и их исполнением • назначение портов номерам выводов • указание начального состояния схем памяти При объявлении необходимо сначала объявить (декларировать) его тип, а затем определить значение (специфицировать).
- 19. Атрибуты вводимые пользователем -- декларация пользовательского атрибута ATTRIBUTE attribute_name: attribute_type; -- спецификация атрибута ATTRIBUTE attribute_name OF target_name: class IS value; любой тип данных (BIT, INTEGER, STD_LOGIC_VECTOR) класс-объект (TYPE, SIGNAL, FUNCTION и т.д.); значение (0, 135, "111001"); VARIABLE nand3: STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); ATTRIBUTE number_of_inputs: NATURAL; ATTRIBUTE number_of_inputs OF nand3: VARIABLE IS 3; -- атрибут вернет значение 3 inputs := nand3'number_of_inputs;
- 20. Атрибуты вводимые пользователем -- двоичное кодирование по умолчанию: -- RED="00", GREEN="01", BLUE="10", WHITE="11" TYPE color IS (RED, GREEN, BLUE, WHITE); -- переопределим на унарное кодирование -- RED="0001", GREEN="0010", BLUE="0100", WHITE="1000" ATTRIBUTE enum_encoding OF color: TYPE IS "0001 0010 0100 1000"; Объявление пользовательских атрибутов возможно в декларативных частях соответствующих языковых конструкций, кроме тела пакета (package body). В случае если атрибут не может быть синтезирован, то компиляторы/синтезаторы САПР пропустят его либо выдадут предупреждение.