元件例化语句、块语句和生成语句

A1
B1
a(1) a(0)
U1
c
X a(1) a(0)
U3
c Z1
Y
U2
C1
D1
a(1) a(0)
c
【流水灯】
LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY df1 IS PORT(clk,d: IN STD_LOGIC; q: OUT STD_LOGIC); END df1; ARCHITECTURE behav OF df1 IS BEGIN PROCESS(clk) BEGIN IF(clk'EVENT AND clk='1') THEN q<=d; END IF; END PROCESS; END behav; LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY no2 IS PORT(a,b:IN STD_LOGIC; c:OUT STD_LOGIC); END no2; ARCHITECTURE behav OF no2 IS BEGIN c<=NOT (a OR b); END behav;
LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY lsd IS PORT(CP:IN STD_LOGIC; Q1, Q2: BUFFER STD_LOGIC; Q3: OUT STD_LOGIC); END lsd; ARCHITECTURE behav OF lsd IS SIGNAL i1: STD_LOGIC; COMPONENT df1 PORT(clk,d: IN STD_LOGIC; q: OUT STD_LOGIC); END COMPONENT df1; COMPONENT no2 PORT(a,b:IN STD_LOGIC; c:OUT STD_LOGIC); END COMPONENT no2;
三、VHDL不同描述风格(P82-86)
【表决器描述】
LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY voter IS PORT( a, b, c : IN STD_LOGIC; x : BUFFER STD_LOGIC; y : OUT STD_LOGIC ); END ENTITY voter ; ARCHITECTURE three OF voter IS SIGNAL t1, t2, t3: STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0); SIGNAL t: INTEGER RANGE 0 TO 3; BEGIN t1<='0'& a; t2<='0'& b; t3<='0'& c; t<=CONV_INTEGER(t1)+CONV_INTEGER(t2)+CON V_INTEGER(t3); x<='1' WHEN (t>1) ELSE '0'; y<=NOT x; END ARCHITECTURE three;
SW1 SW2 a b c i1

混合关联方式：
COMPINENT an2 PORT(a: IN BIT; b: IN BIT; c: OUT BIT); END COMPONENT an2; ... u1: an2 PORT MAP (SW1, SW2, c=>i1); 位置关联方式 名字关联方式
元件例化语句、块语句与生 成语句（P67-68、73-76）
本课要解决的问题：

掌握元件例化语句的格式与应用； 掌握块语句的格式与应用； 掌握生成语句的格式与应用。
顺序语句的总结

VHDL的顺序语句包括：
赋值语句 等待语句 返回语句
流程控 制语句
空操作 语句

顺序语句的特点：
语句的执行与书 写顺序一致；
u2: andn GENERIC MAP (n=>2); PORT MAP (a(0)=>C1, a(1)=>D1, c=>Y);

元件调用的对应关系：
U1: an2 PORT MAP (a=>SW1, b=>SW2, c=>i1);
U2: an2 PORT MAP (a=>SW2, b=>SW3, c=>i2);
COMPONENT df1 PORT(clk,d: IN STD_LOGIC; q: OUT STD_LOGIC); END COMPONENT df1;
COMPONENT no2 PORT(a,b:IN STD_LOGIC; c:OUT STD_LOGIC); END COMPONENT no2;
元件调用语句，调用元 件an2、o3、n1， U1~U5为元件标号
元件定义语句， 将实体an2、o3 和n1定义为元件
二、元件例化语句(P73-75)

作用
将事先设计好的实体看作是一个“元件”，在新 的设计中调用这个元件，定义这个元件与其他信 号、元件与元件、元件与外部端口的连接关系。
调用了 反相器 i1 i2
BEGIN U1: df1 PORT U2: df1 PORT U3: df1 PORT U4: no2 PORT END behav;
i1
MAP(clk=>CP, d=>i1, q=>Q1); MAP(clk=>CP, d=>Q1, q=>Q2); MAP(clk=>CP, d=>Q2, q=>Q3); MAP(Q1, Q2, i1);
ENTITY voter IS PORT(SW1, SW2, SW3: IN BIT; L1: OUT BIT; L2: BUFFER BIT); END voter; BEGIN U1: an2 PORT MAP(a=>SW1, b=>SW2, c=>i1); U2: an2 PORT MAP(a=>SW2, b=>SW3, c=>i2); U3: an2 PORT MAP(a=>SW1, b=>SW3, c=>i3); U4: o3 PORT MAP(i1, i2, i3, L2); U5: n1 PORT MAP(L2, L1); END behav;
a(0)
…
a(n)
…
c
P75【例3-13 元件例化】
LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY ORD41 IS PORT(A1,B1,C1,D1:IN STD_LOGIC; Z1:OUT STD_LOGIC); END ORD41; ARCHITECTURE ORD41BEHV OF ORD41 IS COMPONENT ND2 GENERIC ( n: INTEGER); PORT(a: IN STD_LOGIC_VECTOR(n-1 DOWNTO 0); c: OUT STD_LOGIC); END COMPONENT ND2; SIGNAL X,Y:STD_LOGIC; BEGIN U1:ND2 GENERIC MAP (n=>2); PORT MAP(A1,B1,X); U2:ND2 GENERIC MAP (n=>2); PORT MAP(a(1)=>C1,a(0)=>D1,C=>Y); U3:ND2 GENERIC MAP (n=>2); PORT MAP(X,Y,C=>Z1); END ARCHITECTURE ORD41BEHV;

实体与元件的对应：
ENTITY an2 IS PORT(a,b:IN BIT; c:OUT BIT); END an2; ARCHITECTURE behav OF an2 IS BEGIN c<=a AND b; END behav;
ENTITY o3 IS PORT(l, m, n:IN BIT; z: OUT BIT); END o3; ARCHITECTURE behav OF o3 IS BEGIN z<=l OR m OR n; END behav; ENTITY n1 IS PORT(x: IN BIT; y: OUT BIT); END n1; ARCHITECTURE behav OF n1 IS BEGIN y<=NOT x; END behav; COMPONENT an2 PORT(a,b: IN BIT; c: OUT BIT); END COMPONENT an2;
a a b c i1
b
P74【例3-12 多输入与非门】
LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD. LOGIC_1164. ALL; ENTITY ND2 IS GENERIC( n: INTEGER); PORT(a: IN STD_LOGIC_VECTOR(n-1 DOWNTO 0); c: OUT STD_LOGIC); END ND2; ARCHITECTURE behav OF ND2 IS BEGIN PROCESS(a) VARIABLE int: STD_LOGIC; BEGIN int :=‘0’; FOR i In a’LENGTH-1 DOWNTO 0 LOOP IF a(i)=‘0’ THEN int:=‘1’; END IF; END LOOP; c<=int; END PROCESS; END;
U4: o3 PORT MAP (i1, i2, i3, L2);
i1 i2
i3
U3: an2 PORT MAP (a=>SW1, b=>SW3, c=>i3);
U5: n1 PORT MAP(L2, L1);
端口连接定义的方法：
名字关联方式： 把元件的端口与它要连接的系统端口通过”=>”对应起来。
U1: an2 PORT MAP (a=>SW1, b=>SW2, c=>i1);
SW1 SW2 a b c i1
位置关联方式： 系统端口在端口映射语句中的位置，与它连接的元件端口 在元件的端口说明语句中的位置相对应。
COMPONENT an2 PORT(a: IN BIT; b: IN_BIT; c: OUT STD_BIT); END COMPONENT an2; ... u1: an2 PORT MAP (SW1, SW2, i1);
顺序语句只Βιβλιοθήκη Baidu在 进程、过程、函数 中执行；
并行语句

VHDL的并行语句包括：
赋值语句
块语句
进程语句
元件例 化语句
生成语句

并行语句的特点
语句的执行与书 写顺序无关，必须 通过敏感信号的变 化来启动；
每个并行语句相 对独立，一个语句 一般对应一个电路 模块，语句间通过 信号通信；
一、利用元件例化语句描述的 表决器
i3
定义元件与 端口的连接
调用了 与门
定义调用元 件间的连接
调用了 或门
定义元件与 端口的连接

格式


元件例化语句由两部分组成，包括元件定义语句和 元件调用语句。 元件定义语句： 把已经设计好的实体定义为一个可以调用的元件。 实体的端口为该元件的引脚。
COMPONENT ND2 COMPONENT 元件名 GENERIC (n: INTEGER); GENERIC（类属表）； PORT (a: IN STD_LOGIC_VECTOR(nPORT（端口名表）； 1 DOWNTO 0); END COMPONENT 元件名； c: OUT STD_LOGIC); END COMPONENT ND2;
COMPONENT o3 PORT(l, m, n: IN BIT; z: OUT BIT); END COMPONENT o3;
COMPONENT n1 PORT(x: IN BIT; y: OUT BIT); END COMPONENT n1;

元件调用语句：

GENERIC MAP (…)为类属映射语句，确定调用元件的 实体中定义的类属参数；PORT MAP (…) 为端口映射 语句，定义调用元件与其他部分的连接关系。 标号名可看作是插座的名称，而元件名则是调用芯片的 插座-> 实际型号名称。 芯片型号-> U1 标号名 元件名 ULN2003 标号名: 元件名 GENERIC MAP (类属关联）； PORT MAP (端口关联)；
ARCHITECTURE behav OF voter IS
SIGNAL i1, i2, i3: BIT; COMPONENT an2 PORT(a,b: IN BIT; c: OUT BIT); END COMPONENT an2; COMPONENT o3 PORT(l, m, n: IN BIT; z: OUT BIT); END COMPONENT o3; COMPONENT n1 PORT(x: IN BIT; y: OUT BIT); END COMPONENT n1;