如果VHDL中的语句同时出现

Posted 2021-05-04

我正在编写代码，用于同时将信号与多个信号进行比较。

这是一个例子：

process (CLK, reset)
if reset = '0' then
    data <= (others => '0');
elsif rising_edge (CLK) then 
    if A = B then
         data <= data OR "0001";
    else data <= data AND "1110";
    end if;

    if A = C then
        data <= data OR "0010";
    else data <= data AND "1101";
    end if;

    if A = D then
        data <= data OR "0100";
    else data <= data AND "1011";
    end if;

    if A = E then
        data <= data OR "1000";
    else data <= data AND "0111";
    end if;
end if;
end process;

我只想比较A到B，C，D和E信号，然后打开和关闭数据中的相关位。我上面写的代码不起作用，因为综合工具将优化B，C和D if语句并且只留下E if语句。我也考虑过使用case - when语句，但它没有关闭相关单个位的机制。其他人只能关闭所有4位。这样做的有效方法是什么？谢谢！

顺便说一下，所有这4个if语句同时运行吗？或者他们在不同的周期运行？我猜他们会一个接一个地运行，否则会导致扇入。

答案

您正在尝试用您不需要的语言编写C语言！在C中你不能访问单个位，只能访问字节和更大的单位，因此C程序员必须求助于AND / OR，即＆，|设置或清除位。

在VHDL中，您可以寻址单词的各个位，然后进行写操作

if A = B then
     data(0) <= '1';
else 
     data(0) <= '0';
end if;

更简单。是的，它们都在同一时间，每个时钟周期运行。

我宁愿将数据声明为布尔数组，

signal data : array(3 downto 0) of boolean;

然后我就可以写了

process (CLK, reset)
begin
   if reset = '0' then
      data <= (others => false);
   elsif rising_edge (CLK) then 
      data <= (A = E) & (A = D) & (A = C) & (A = B);
   end if;
end process;

如果我不得不为data使用std_logic_vector，那么这种形式的便利性（几乎）足以让我为A的类型重载“=”运算符，其中一个返回std_logic。然后，为了编写一个小函数的代价，我可以保留这段代码。

编辑：为了解决原始方法不起作用的原因，有必要理解信号分配的语义，正如for example here所解释的那样。

因此，数据的第一次分配（对于A = B）存储在进程暂停之后。然后第二个分配在它发生之前替换它，因此第一个这样的分配永远不会发生。

原始工作方法需要的是变量，因为变量赋值会立即发生。

process (CLK, reset)
    variable data_int : whatever; -- same type as data
begin
if reset = '0' then
    data <= (others => '0');
elsif rising_edge (CLK) then 
    data_int := data;
    if A = B then
         data_int := data_int OR "0001";
    else data_int := data_int AND "1110";
    end if;
    ...
    if A = E then
         data_int := data_int OR "1000";
    else data_int := data_int AND "0111";
    end if;

    data <= data_int;

end if;
end process;

现在，对data的单一分配将包含所有单独的修改。然而，它可能合成比最佳解决方案大得多的东西。