算数操作符

3．7．3　算数操作符

算术操作符可以分为求和操作符、求积操作符、符号操作符、混合操作符、移位操作符等五类操作符。

(1)求和操作符

求和操作符包括加、减操作符。加减操作符的运算规则与常规的加减法是一致的，VHDL规定它们的操作数的数据类型是整数。对于大于位宽为4的加法器和减法器，VHDL综合器将调用库元件进行综合。

【例3．8】

在综合后，由加减运算符(+，－)产生的组合逻辑门所耗费的硬件资源的规模都比较大，但当加减运算符的其中一个操作数或两个操作数都为整型常数，则只需很少的电路资源。

(2)求积操作符

求积操作符包括*(乘)、/(除)、MOD(取模)和REM(取余)四种操作符。VHDL规定，乘与除的数据类型是整数和实数(包括浮点数)。在一定条件下，还可对物理类型的数据对象进行运算操作。

但需注意的是，虽然在一定条件下，乘法和除法运算是可综合的，但从优化综合、节省芯片资源的角度出发，最好不要轻易使用乘除操作符。对于乘除运算可以用其他变通的方法来实现。

操作符MOD和REM的本质与除法操作符是一样的，因此，可综合的取模和取余的操作数必须是以2为底数的幂。MOD和REM的操作数数据类型只能是整数，运算操作结果也是整数。

(3)符号操作符

符号操作符“+”和“－”的操作数只有一个，操作数的数据类型是整数，操作符“+”对操作数不作任何改变，操作符“－”作用于操作数后的返回值是对原操作数取负，在实际使用中，取负操作数需加括号。如:

z :=x *(－y);

(4)混合操作符

混合操作符包括乘方“＊＊”操作符和取绝对值“ABS”操作符两种。VHDL规定，它们的操作数数据类型一般为整数类型。乘方运算的左边可以是整数或浮点数，但右边必须为整数，而且只有在左边为浮点时，其右边才可以为负数。一般的，VHDL综合器要求乘方操作符作用的操作数的底数必须是2。

(5)移位操作符

六种移位操作符号SLL、SRL、SLA、SRA、ROL和ROR都是VHDL'93标准新增的运算符，在1987标准中没有。VHDL'93标准规定移位操作符作用的操作数的数据类型应是一维数组，并要求数组中的元素必须是BIT或BOOLEAN的数据类型，移位的位数则是整数。在EDA工具所附的程序包中重载了移位操作符以支持STD_LOGIC_VECTOR及INTEGER等类型。移位操作符左边可以是支持的类型，右边则必定是INTEGER型。如果操作符右边是INTEGER型常数，移位操作符实现起来比较节省硬件资源。

其中SLL是将位矢向左移，右边跟进的位补零;SRL的功能恰好与SLL相反;ROL和ROR的移位方式稍有不同，它们移出的位将用于依次填补移空的位，执行的是自循环式移位方式;SLA和SRA是算术移位操作符，其移空位用最初的首位来填补。

移位操作符的语句格式是:

标识符号移位操作符号移位位数;

【例3．9】