4.3.1标准数据类型

4.3.1　标准数据类型

标准数据类型是在VHDL预定义库中定义的数据类型，在使用时不需要作参考库和程序包的申明。标准数据类型主要有10种，如表4.1所示。

表4.1　标准数据类型

（1）位（BIT）

在电子电路系统中，数字信号的值可以简单地用高、低电平表征，在VHDL中，数据信号的值可以用一个位来表示。BIT有“1”和“0”两种取值。如：

（2）位矢量（BIT_VECTOR）

位矢量也被称为数据字符串，是预定义的数据类型bit的一维数组，位矢量可用于表示数字系统中的数据总线。他们所代表的位矢量的长度即为等值的二进制数的位数。

位矢量的位长可用两种方法表示，如8位的总线信号bus可以如下定义：

或：

位矢量数据的赋值十分灵活，在基数表示法中，首先要有计算基数符，然后将该计算基数表示的值放在双引号内，基数符以“B”“O”“X”表示，并放在位矢量的前面，他们的含义是：

B：二进制基数符号，在字符串中每位表示一个bit。

O：八进制基数符号，在字符串中每位表示一个3bit的二进制数。

X：十六进制基数符号，在字符串中每位表示一个4bit的二进制数。

如：

Data1＜=B"1101";　　--位矢量长度为4

Data2＜=O"12";　　　--位矢量长度为6

Data3＜=X"1F";　　　--位矢量长度为8

通常对于二进制基数，基数符“B”可以省略。

在数值的二进制位长小于等于矢量位长的情况下，不仅可以将二进制的数值赋给位矢量，还可以把十六进制或八进制的数赋给位矢量。如对8位信号“bus”的赋值可有以下两种等价形式：

注意“bus”是8位二进制矢量，等同于2位十六进制矢量，而八进制每一位等同于3位二进制位，所以对“bus”不能使用八进制赋值。对于下面的12位总线“inst”，就可以使用二进制、十六进制和八进制赋值。

对于位矢量数据，可以通过脚标的方式，对其中的部分位进行，如将“011010101110”赋值给inst的操作，还可表示为：

数字间可增加下划线，用于提高可读性，相当于一个空的间隔符。如：

（3）整数（INTEGER）、自然数（NATURAL）、正整数（POSITIVE）

整数表征从−（2³¹−1）～（2³¹−1），即−2 147 483 647～2 147 483 647之间的整数，自然数和正整数是整数的子类型，仅取值范围有所不同。如：4，68，4578。

虽然在电子电路系统中整数也是用二进制数来表示的，但在VHDL中不能将整数看成位矢量，不能对整数进行位操作和逻辑操作。

（4）实数（REAL）

取值范围在−1.0E+38～1.0E+38之间，带有小数部分的浮点数。如：1.0，3.24。

（5）布尔量（BOOLEAN）

布尔量和BIT类型一样只有两个取值，但与BIT类型不同的是：布尔量表示的逻辑“真”或逻辑“假”没有数值的含义，不能用作算术运算，只能进行关系运算。

（6）字符

字符是用单引号括起的ASCII字符，可以是A～Z的任意一个字母和0～9任意一个数字，也可以是符号。需要注意的是虽然VHDL对关键字和标识符不区分大小写，但对于字符量是要去分大小写的，也就是说大写“A”和小写“a”是完全不同的两个字符。

（7）字符串

字符串是用双引号括起来的一串字符，如：“Start”。

（8）时间

TIME表征物理的时间，多用于系统仿真。时间量数据由整数和单位组成，整数和单位间应有空格隔开，例如：35 sec，2 min。

（9）错误等级

用于表明系统的工作状态，分四种错误等级：NOTE注意、WARNING警告、ERROR错误、FAILURE失败。主要用于系统调试。