FPGA学习笔记06-VHDL语法基础-生成语句(generate)

目录

一、概述

二、形式

三、程序示例

四、仿真说明

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一、概述

　　GENERATE 语句用来产生多个相同的结构和描述规则结构，如阵列、元件例化和进程。

二、形式

　　1. FOR-GENERATE 形式的生成语句

　　（1）说明：该生成语句用于描述多重模式，结构中所列举的是并发处理语句。这些语句并发执行而不是顺序执行，因此结构中不能用EXIT和NEXT语句；

　　（2）书写格式：

标号：FOR 变量 IN 不连续区间 GENERATE
<并发处理的生成语句>
END GENERATE [标号名]；

　　2. IF-GENERATE 形式的生成语句

　　（1）说明：该语句用于描述结构的例外情况，如边界处发生的特殊情况。

　　（2）书写格式：

标号：IF 条件 GENERATE
<并发处理的生成语句>
END GENERATE[标号名]；

三、程序示例

• 4位移位寄存器的设计

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
entity shift_register is
port(a,clk:in std_logic;b:out std_logic);
end shift_register;

architecture four_bit_shift_register of shift_register is
component dff
port(a,clk:in std_logic;b:out std_logic);
end component;

signal x : std_logic_vector(0 to 4);
begin

x(0) <= a;
dff1: dff port map(x(0),clk,x(1));
dff2: dff port map(x(1),clk,x(2));
dff3: dff port map(x(2),clk,x(3));
dff4: dff port map(x(3),clk,x(4));
B <= x(4);
end architecture four_bit_shift_register;

• 用generate语句设计4位移位寄存器

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
entity shift_register is
port(a,clk:in std_logic;b:out std_logic);
end shift_register;

architecture four_bit_shift_register of shift_register is
component dff
port(a,clk:in std_logic;b:out std_logic);
end component;

signal X: std_logic_vector(0 to 4);
begin

x(0)<=a;
register1:for i in 0 to 3 GENERATE
    dff:dff port map(x(i),clk,x(i+1));
end GENERATE;

    B <= X(4);
END architecture four_shift_register;

• n 位寄存器的设计

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
entity shift_register is
port(a,clk:in std_logic;b:out std_logic);
end shift_register;

architecture four_bit_shift_register of shift_register is
component dff
port(a,clk:in std_logic;b:out std_logic);
end component;

signal X: std_logic_vector(0 to 4);
begin

register1：FOR i IN 0 TO (n-1) GENERATE
    IF i=0 GENERATE
    dffx:dff PORT MAP (a,clk,X(i+1));
    END GENERATE;

    IF (i>=0) and i/=(n-1) GENERATE
    dffx:dff PORT MAP(X(i),clk,b);
    END GENERATE;

    IF i=(n-1) GENERATER
    dffx:dff PORT MAP( X(i+1),clk,b);
    END GENERATE;
END architecture IF_Gererate_Shifter;

说明：

FOR-GENERATE语句中，FOR的作用和在FOR-LOOP语句中的作用相当。

FOR-LOOP内部顺序语句，FOR-GENERATE内部并行语句；

变量i无需预定义，在模块中不可见，也不能赋值。

FOR-GENERATE语句设计规则体，不规则体可用IF-GENERATE语句。

四、仿真验证