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1、第第1111讲讲 VHDLVHDL的的运算符运算符2 2 本讲知识点：本讲知识点：关系关系运算符运算符 并置运算符并置运算符3 3、关系运算符：、关系运算符：操作符操作符 功能功能 操作数类型操作数类型 等于等于 任何数据类型任何数据类型 /=/=不等于不等于 任何数据类型任何数据类型 小于小于 integerinteger、realreal、bitbit、std_logicstd_logic等及其一维向量等及其一维向量 大于大于 integerinteger、realreal、bitbit、std_logicstd_logic等及其一维向量等及其一维向量 =大于等于大于等于 integeri
2、nteger、realreal、bitbit、std_logicstd_logic等及其一维向量等及其一维向量注意：注意：（1 1）关系运算符运算的最后结果总是布尔类型）关系运算符运算的最后结果总是布尔类型 （2 2）关系运算符两边的数据类型必须相同，但）关系运算符两边的数据类型必须相同，但是位的长度不一定相同。是位的长度不一定相同。（3 3）对位矢量数据进行比较时，比较从最左边）对位矢量数据进行比较时，比较从最左边的位开始，自左至右进行比较的。在位长不同的的位开始，自左至右进行比较的。在位长不同的情况下，只能按自左至右的比较结果作为关系运情况下，只能按自左至右的比较结果作为关系运算的结果。算
3、的结果。上例上例a的值位的值位10，而，而b的值位的值位7，a应该比应该比b大。大。但是，由于位矢量是从左至右按位比较的，当比但是，由于位矢量是从左至右按位比较的，当比较到次高位时，较到次高位时，a的次高位为的次高位为“0”而而b的次高位为的次高位为“1”，故比较结果，故比较结果b比比a大。这样的比较结果显然大。这样的比较结果显然时不符合实际情况的。时不符合实际情况的。例例1：SIGNAL a:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SIGNAL b:STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);a=“1010”;b b)THEN ELSE 为了能使位矢量进行关系
4、运算，在包集合为了能使位矢量进行关系运算，在包集合“STD_LOGIC_UNSIGNED”STD_LOGIC_UNSIGNED”中对中对“STD_LOGIC_VECTOR”STD_LOGIC_VECTOR”关系运算重新作了定义，使关系运算重新作了定义，使其可以正确的进行关系运算。注意在使用时必须首其可以正确的进行关系运算。注意在使用时必须首先说明调用该包集合。当然，此时位矢量还可以和先说明调用该包集合。当然，此时位矢量还可以和整数进行关系运算。整数进行关系运算。在关系运算符中小于等于符在关系运算符中小于等于符“=”=”和代入和代入符符“=”=”时相同的，在读时相同的，在读VHDLVHDL语言的
5、语句时，应按语言的语句时，应按照上下文关系来判断此符号到底时关系符还是代入照上下文关系来判断此符号到底时关系符还是代入符。符。例例2 2：比较下面：比较下面3 3组二进制数的大小：组二进制数的大小：“1011”1011”和和“101011”101011”；“1”1”和和“011”011”；“101”101”和和“110”110”下面是下面是VHDLVHDL关系运算的结果：关系运算的结果：“1011”1011”“101011”101011”“1”“1”“011”011”“101”“101”“110”110”为了能使其正确地进行关系运算，在包集合为了能使其正确地进行关系运算，在包集合“std_lo
6、gic_unsigned”std_logic_unsigned”和和“std_logic_signed”std_logic_signed”中对关系运算符重新做了中对关系运算符重新做了定义，使用时必须要调用这些程序包。定义，使用时必须要调用这些程序包。【例例3】位矢量比较位矢量比较 ENTITY rel_1 IS PORT(a:IN BIT_VECTOR(0 TO 2);b:IN bit_vector(0 to 1);m:OUT BOOLEAN);END rel_1;ARCHITECTURE example OF rel_1 IS BEGIN m=(a=b);END example;【例例4】无
7、符号数比较无符号数比较 library ieee;use ieee.std_logic_arith.all;entity ue isport(a,b:in unsigned(1 downto 0);m:out boolean);end ue;architecture ex of ue isbeginm=b);end ex;【例例4】有符号数比较有符号数比较 library ieee;use ieee.std_logic_arith.all;entity re isport(a,b:in signed(1 downto 0);m:out boolean);end re;architecture
8、ex of re isbeginm=b);end ex;综合实例：综合实例：library ieee;use ieee.std_logic_arith.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;use ieee.std_logic_signed.all;entity cnt10 isport(a,b:in unsigned(3 downto 0);c,d:in signed(3 downto 0);rab:out unsigned(3 downto 0);rcd:out signed(3 downto 0);ru,rs:out boolean);end;archi
9、tecture rtl of cnt10 isbeginrab=a+b;rcd=c+d;rub);rsd);end;并置运算符并置运算符 并置运算符“&”用于位的连接位的连接。例如，将4个位用并置运算符“&”连接起来就可以构成一个具有4位长度的位矢量。两个 4 位的位矢量用并置运算符“&”连接起来就可以构成 8位长度的位矢量。图3-1就是使用并置运算符的实例。图3-1 使用并置运算符的实例 在图3-1中，en是b(0)b(3)的允允许许输输出出信信号号，而y(0)y(7)中存在如下关系:y(0)=b(0)y(1)=b(1)y(2)=b(2)y(3)=b(3)y(4)=a(0)y(5)=a(1)
10、y(6)=a(2)y(7)=a(3)这种逻辑关系用并置运算符就很容易表达出来:tmp_b=b AND(en&en&en&en)；y=a&tmp_b；第一个语句表示b的的4位位位位矢矢量量由由en进进行行选选择择得得到到一一个个4位位位位矢矢量量的的输输出出。第二个语句表示4位位位位矢矢量量a和和4位位位位矢矢量量b再次连接再次连接(并置并置)构成构成8位位矢量位位矢量y输出输出。位位的的连连接接也也可可使使用用集集合合体体的的方方法法，即将并并置置符符换换成成逗逗号号就可以了，例如:tmp_b=(en，en，en，en)；但是，这种方法不不适适用用于于位位矢矢量量之之间间的的连连接接。如下的描
11、述方法是错误错误的:a=(a，tmp_b)；集合体也能指定位的脚标集合体也能指定位的脚标，例如上一个语句可表示为tmp_ben，2=en，1=en，0=en)；或tmp_ben)；在指定位的脚标时，也可以用“OTHERS”来说明:tmp_ben)；要注意，在集集合合体体中中“OTHERS”只只能能放放在在最最后后。假若b位矢量的脚标b(2)的选择信号为“0”，其他位的选择信号均为en。那么此时表达式可写为tmp_b0，OTHERS=en)；P92 P92 例例4-114-11 注意：操作数必须有相同的类型。注意：操作数必须有相同的类型。VHDLVHDL运算符的优先级运算符的优先级运算符运算符 优先级优先级not not 高高*+（正号）（正号）-（负号）（负号）+（加号）（加号）（减号）（减号）&SLL SRL SLA SRA ROL RORSLL SRL SLA SRA ROL ROR=/=/=and or nand nor xor xnor and or nand nor xor xnor 低低