的预定义数据类型

3．6．1　VHDL的预定义数据类型

1)布尔(BOOLEAN)数据类型

程序包STANDARD中定义布尔数据类型的源代码如下:

布尔数据类型实际上是一个二值枚举型数据类型，它的取值有FALSE和TRUE两种。综合器将用一个二进制位表示布尔型变量或信号。

例如，当a大于b时，在IF语句中的关系运算表达式(a＞b)的结果是布尔量TRUE，反之为FALSE。综合器将其变为1或0信号值。

2)位(BIT)数据类型

位数据类型也属于枚举型，取值只能是1或0。位数据类型的数据对象，如变量、信号等，可以参与逻辑运算，运算结果仍是位的数据类型。VHDL综合器用一个二进制位表示BIT。在程序包STANDARD中定义的源代码是:

3)位矢量(BIT_VECTOR)数据类型

位矢量只是基于BIT数据类型的数组，在程序包STANDARD中定义的源代码是:

使用位矢量必须注明位宽，即数组中的元素个数和排列，例如:

信号a被定义为一个具有8位位宽的矢量，它的最左位是a(7)，最右位是a(0)。

4)字符(CHARACTER)数据类型

字符类型通常用单引号引起来，如‘a’ 。字符类型区分大小写，如‘B’不同于‘b’ 。字符类型已在STANDARD程序包中作了定义，在VHDL程序设计中，标识符的大小写一般是不分的，但用了单引号的字符的大小写是有区分的。

5)整数(INTEGER)数据类型

整数类型的数代表正整数、负整数和零。在VHDL中，整数的取值范围是－21473647～+21473647，即可用32位有符号的二进制数表示。

在实际应用中，VHDL仿真器通常将INTEGER类型作为有符号数处理，而VHDL综合器则将INTEGER作为无符号数处理。在使用整数时，VHDL综合器要求用RANGE子句为所定义的数限定范围，然后根据所限定的范围来决定表示此信号或变量的二进制数的位数，因为VHDL综合器无法综合未限定的整数类型的信号或变量。

例如:

这个语句规定整数a的取值范围是0～15共16个值，可用4位二进制数来表示，因此，a将被综合成由四条信号线构成的信号。

自然数是整数的一个子类型，非负的整数，即零和正整数;正整数也是整数的一个子类型，它包括整数中非零和非负的数值。它们在STANDARD程序包中定义的源代码如下:

6)实数(REAL)数据类型

VHDL的实数类型类似于数学上的实数，或称浮点数。实数的取值范围为－1．0E38～+1．0E38。通常情况下，实数类型仅能在VHDL仿真器中使用，VHDL综合器不支持实数，因为实数类型的实现相当复杂，目前在电路规模上难以承受。

实数常量的书写方式举例如下:

7)字符串(TRING)

字符串数据类型是字符数据类型的一个非约束型数组，或称为字符串数组。字符串必须用双引号标明。例如:“VHD”，“VERR GOOD”等。

8)时间(TIME)数据类型

VHDL中惟一的预定义物理类型是时间。完整的时间类型包括整数和物理量单位两部分，整数和单位之间至少留一个空格，如25 ms，30 ns。

时间类型一般用于仿真，而不用于逻辑综合。

STANDARD程序包中也定义了时间。定义如下:

9)错误等级(SEVERITY_LEVEL)

在VHDL仿真器中，错误等级用来指示设计系统的工作状态，共有四种可能的状态值:NOTE(注意)、WARNING(警告)、ERROR(出错)、FAILURE(失败)。在仿真过程中，可输出这四种值来提示被仿真系统当前的工作情况。其定义如下:

TYPE SEVERITY_LEVEL IS(NOTE，WARNING，ERROR，FAILURE);