FPGA学习-VHDL和Verilog中数组定义、初始化、赋值方法-FPGA常见问题社区-FPGA CPLD-ChipDebug

FPGA学习-VHDL和Verilog中数组定义、初始化、赋值方法

       VHDL和Verilog数组的定义、初始化、赋值的方法不只一种,以下是本人常用的方法,可能不是最方便的,但是比较好理解,文中包含了源代码和modelsim仿真,供大家参考学习。
1. VHDL数组定义、初始化、赋值
1)VHDL数组定义
方法:通过TYPE定义个matri_index的数组,数组包含50个数据,数据位数为16;申明了receive_data和send_data两个matri_index的数据。
–define a 16 bit array    
constant    matrix_num:      integer := 49; 
TYPE        matrix_index is array (matrix_num downto 0) of std_logic_vector(15 downto 0);
signal      receive_data,  send_data:    matrix_index;
signal      send_cnt:   STD_LOGIC_VECTOR(7 downto 0);
2)VHDL数组初始
方法:实际应用里,通常需要在上电复位过程中对变量进行初始化,如果数组个数少时,直接赋初始值即可,但是数组个数多时,可以用循环实现赋值,通常的循环语句有FOR LOOP和WHILE LOOP。(注意变量i申明的位置,需要在process内部,注意变量的赋值方式)
process(clk,reset_n) 
    –循环变量定义并初始化
    variable i: integer := 0;
    begin 
      if (reset_n = ‘0’)then 
        i := 0;  
        –利用while loop循环赋值
        while(i<=matrix_num) loop 
          receive_data(i) <=X”0000″;
          i := i+1;
        end loop;
      elsif (rising_edge(clk)) then
        –CONV_std_logic_vector(A,位宽)  将无符号的无符号整数转换为std_logic_vector
        –CONV_INTEGER(A)                将std_logic_vector转换为整数 
        –直接赋值方式
        send_cnt<= X”02″;
        send_data(0) <= X”0000″;
        send_data(1) <= X”0000″; 
        send_data(CONV_INTEGER(send_cnt)) <= X”0000″;
      end if;
end process;
3)VHDL数组赋值
       赋值语句分信号赋值语句和变量赋值语句两种。每一种都有下面三个基本组成部分:赋值目标:是所赋值的受体,它的基本元素只能是信号或变量。赋值符号:是赋值符号只有两种。一种是信号赋值符号”<=”;另一种是变量赋值符号”:=”。赋值源:赋值源是赋值的主体,它可以是一个数值,也可以是一个逻辑或运算表达式。
       可以直接赋值,如果变量为矢量时,需要将矢量转为整型。(不管三七二十一,建议程序中增加以下包,否则类型转换用不了)
LIBRARY ieee;
USE ieee.std_logic_1164.all;
USE ieee.std_logic_arith.all;
USE ieee.std_logic_unsigned.all;
–CONV_std_logic_vector(A,位宽)  将无符号的无符号整数转换为std_logic_vector
–CONV_INTEGER(A)                将std_logic_vector转换为整数 
–直接赋值方式
send_cnt<= X”02″;
send_data(0) <= X”0000″;
send_data(1) <= X”0000″; 
send_data(CONV_INTEGER(send_cnt)) <= X”0000″;
4)VHDL数组test代码
LIBRARY ieee;
USE ieee.std_logic_1164.all;
USE ieee.std_logic_arith.all;
USE ieee.std_logic_unsigned.all;
 
–this is comment
ENTITY array_test IS
  PORT(
    reset_n      : IN     STD_LOGIC; 
    clk         : IN     STD_LOGIC
  );    
END array_test;
 
ARCHITECTURE behavioural OF array_test IS
–define a 16 bit array    
constant    matrix_num:      integer := 49; 
TYPE        matrix_index is array (matrix_num downto 0) of std_logic_vector(15 downto 0);
signal      receive_data,  send_data:    matrix_index;
signal      send_cnt:   STD_LOGIC_VECTOR(7 downto 0);
BEGIN
 
process(clk,reset_n) 
    –循环变量定义并初始化
    variable i: integer := 0;
    begin 
      if (reset_n = ‘0’)then 
        i := 0;  
        –利用while loop循环赋值
        while(i<=matrix_num) loop 
          receive_data(i) <=X”0000″;
          i := i+1;
        end loop;
      elsif (rising_edge(clk)) then
        –CONV_std_logic_vector(A,位宽)  将无符号的无符号整数转换为std_logic_vector
        –CONV_INTEGER(A)                将std_logic_vector转换为整数 
        –直接赋值方式
        send_cnt<= X”02″;
        send_data(0) <= X”0000″;
        send_data(1) <= X”0000″; 
        send_data(CONV_INTEGER(send_cnt)) <= X”0000″;
      end if;
end process;
 
END behavioural;
5)modesim 仿真结果
图片[1]-FPGA学习-VHDL和Verilog中数组定义、初始化、赋值方法-FPGA常见问题社区-FPGA CPLD-ChipDebug
2. Verilog数组定义、初始化、赋值
1)Verilog数组定义
方法:reg[n-1 : 0] 定义了存储器中每个寄存器单元的大小,即存储单元是一个n位的寄存器;存储器后面的[m-1 : 0]则定义了该存储器中有多少个这样的寄存器。
reg[n-1 : 0] 存储器名 [m-1 : 0];或者 reg[n : 1] 存储器名 [m : 1];
//define a 16 bit array 
parameter wordsize = 16, memsize = 49;
reg [wordsize-1 : 0] send_data[memsize-1 : 0], receive_data[memsize-1 : 0];
integer i = 0;
reg [7:0] send_cnt;
2)Verilog数组初始
方法:实际应用里,通常需要在上电复位过程中对变量进行初始化,如果数组个数少时,直接赋初始值即可,但是数组个数多时,可以用循环实现赋值,通常的循环语句有FOR和WHILE。(注意变量的赋值方式)
always@(posedge clk, reset_n)
begin
if(!reset_n) begin
while(i <=memsize)
begin
receive_data[i] <= 16’h0000;
i = i+1; //阻塞赋值
end
end
else 
begin
//直接赋值方式
send_cnt <= 8’h02;
send_data[0] <= 16’h0000;
send_data[1] <= 16’h0000;
send_data[send_cnt] <=16’h0000; //不需要类型转换
end
end
3)Verilog数组赋值
不像VHDL那样,可以直接赋值。
//直接赋值方式
send_cnt <= 8’h02;
send_data[0] <= 16’h0000;
send_data[1] <= 16’h0000;
send_data[send_cnt] <=16’h0000; //不需要类型转换
4)Verilog数组test代码
module verilog_test(clk,reset_n);
inputclk;
inputreset_n;
 
// ///
//define a 16 bit array 
parameter wordsize = 16, memsize = 49;
reg [wordsize-1 : 0] send_data[memsize-1 : 0], receive_data[memsize-1 : 0];
integer i = 0;
reg [7:0] send_cnt;
 
always@(posedge clk, reset_n)
begin
if(!reset_n) begin
while(i <=memsize)
begin
receive_data[i] <= 16’h0000;
i = i+1; //非阻塞赋值
end
end
else 
begin
//直接赋值方式
send_cnt <= 8’h02;
send_data[0] <= 16’h0000;
send_data[1] <= 16’h0000;
send_data[send_cnt] <=16’h0000; //不需要类型转换
end
end
endmodule
 
5)modelsim仿真结果

图片[2]-FPGA学习-VHDL和Verilog中数组定义、初始化、赋值方法-FPGA常见问题社区-FPGA CPLD-ChipDebug

 

 

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