VHDL基础：顺序与并发语句解析

VHDL（VHSIC Hardware Description Language）是一种用于电子设计自动化领域的硬件描述语言，它允许工程师用高级语言来描述数字系统的结构和行为。在VHDL中，设计者可以使用两种基本类型的语句：顺序语句和并发语句。 顺序语句在VHDL中指的是按照特定顺序执行的语句，它们在进程中、过程中、块语句和子程序中出现。顺序语句包括： 1. **PROCESS语句**：这是VHDL中的一个关键结构，用于描述系统中的一部分逻辑，其内部语句按照顺序执行。PROCESS语句通常用来模拟时序逻辑，包含一个或多个敏感信号列表，当这些信号发生变化时，进程会被激活。 2. **WAIT语句**：在进程中，WAIT语句用于控制流程的暂停和恢复。它可以是无条件的等待（无限等待）、等待特定信号变化（WAIT ON）、等待直到某个条件满足（WAIT UNTIL）或者等待一定的时间（WAIT FOR）。例如，`wait on signals1, s2;`会使得进程在`s1`或`s2`信号变化时继续执行。 3. **赋值语句**：如`signal <= expression;`，用于给信号赋新值。这种语句可以作为顺序语句，也可以在并发语句中使用。 4. **IF语句**：类似传统的编程语言，用于根据条件执行不同的代码路径。例如，`if condition then ... end if;` 5. **CASE语句**：类似于C或Java中的switch语句，根据一个表达式的值选择执行相应的语句块。 6. **LOOP语句**：包括WHILE和FOR循环，用于重复执行一段代码。 7. **NULL语句**：不做任何操作的空语句，有时用于占位或者满足语法要求。 并发语句在VHDL中则是同时执行的，它们描述了系统中各部分之间的并行行为。例如，赋值语句在不包含在进程中时，就是并发语句，会在时钟边沿触发。 在实际设计中，理解并合理运用这些语句是创建高效、准确的VHDL模型的关键。比如，`WAIT ON`语句和`WAIT UNTIL`语句在进程中的使用，能够精确地控制逻辑单元对信号变化的响应。同时，需要注意的是，不应在同一进程中同时使用`WAIT ON`和敏感列表，因为这会导致混淆和不必要的错误。 VHDL通过其丰富的语句结构，提供了强大的能力来描述复杂的数字系统，无论是同步还是异步，时序还是组合逻辑，都能通过这两种基本语句类型进行建模和实现。