程序设计中使用包有什么好处

时间：2024-10-26 百科知识版权反馈

【摘要】：IEEE库是VHDL设计中最为常见的库，它包含有IEEE标准的程序包和其他一些支持工业标准的程序包。WORK库是用户的VHDL设计的现行工作库，用于存放用户设计和定义的一些设计单元和程序包。为了使已定义的常数、数据类型、元件调用说明及子程序能被更多的VHDL设计实体方便地访问和共享，可以将它们收集在一个VHDL程序包中。这两个程序包是STD库中的预编译程序包。程序包体用于定义在程序包首已定义的子程序的子程序体。

3．6　库和程序包

3．6．1　库

1．库的定义

库是经编译后的数据的集合，它存放集合定义、实体定义、结构体定义和配置定义等。

2．库的使用

在VHDL语言中，库的说明语句总是放在实体单元前面，而且库语言一般必须与USE语言同用。

库（LIBRARY）的语句格式如下。

LIBRARY库名；

这一语句相当于为其后的设计实体打开了以此库名所命名的库，以便设计实体可以利用其中的程序包。

例：LIBRARY IEEE；　　--打开IEEE库

USE语句指明库中的程序包，USE语句的使用有两种常用格式：

USE库名．程序包名．项目名；

USE库名．程序包名．ALL；

第一语句格式的作用是，向本设计实体开放指定库中的特定程序包内所选定的项目；第二语句格式的作用是，向本设计实体开放指定库中的特定程序包内所有的内容。

库语言一般必须与USE语言同用，一旦说明了库和程序包，整个设计实体都可进入访问或调用。例如：

3．库的分类

VHDL程序设计中常用的库有四种。

（1）IEEE库。IEEE库是VHDL设计中最为常见的库，它包含有IEEE标准的程序包和其他一些支持工业标准的程序包。

（2）STD库。VHDL语言标准定义了两个标准程序包，即STANDARD和TEXTIO程序包，它们都被收入STD库中。

（3）WORK库。WORK库是用户的VHDL设计的现行工作库，用于存放用户设计和定义的一些设计单元和程序包。因此，它自动满足VHDL语言标准，在实际调用中，不必以显式预先说明。

（4）VITAL库。VITAL库是各FPGA／CPLD生产厂商提供的面向ASIC的逻辑门库。使用VITAL库，可以提高VHDL门级时序模拟的精度，因而只在VHDL仿真器中使用。

（5）用户自定义的库。

3．6．2　程序包

为了使已定义的常数、数据类型、元件调用说明及子程序能被更多的VHDL设计实体方便地访问和共享，可以将它们收集在一个VHDL程序包（package）中。多个程序包可以并入一个VHDL库中，使之适用于更一般的访问和调用范围。这一点对于大系统开发、多个或多组开发人员并行工作显得尤为重要。

1．预定义程序包

常用的预定义程序包有以下四种。

（1）STD＿LOGIC＿1164程序包。它是IEEE库中最常用的程序包，是IEEE的标准程序包。其中包含了一些数据类型、子类型和函数的定义，这些定义将VHDL扩展为一个能描述多值逻辑（即除具有“0”和“1”以外还有其他的逻辑量，如高阻态“Z”、不定态“X”等）的硬件描述语言，很好地满足了实际数字系统的设计需求。

（2）STD＿LOGIC＿ARITH程序包。它预先编译在IEEE库中，是Synopsys公司的程序包。此程序包在STD＿LOGIC＿1164程序包的基础上扩展了三个数据类型，即UNSIGNED、SIGNED和SMALL＿INT，并为其定义了相关的算术运算符和转换函数。

（3）STD＿LOGIC＿UNSIGNED和STD＿LOGIC＿SIGNED程序包。这两个程序包都是Synopsys公司的程序包，都预先编译在IEEE库中。这些程序包重载了可用于INTEGER型及STD＿LOGIC和STD＿LOGIC＿VECTOR型混合运算的运算符，并定义了一个由STD＿LOGIC＿VECTOR型到INTEGER型的转换函数。

（4）STANDARD和TEXTIO程序包。这两个程序包是STD库中的预编译程序包。STANDARD程序包中定义了许多基本的数据类型、子类型和函数等。

程序包的具体内容如下。

常数说明：主要用于预定义系统的宽度，如数据总线通道的宽度。

数据类型说明：主要用于说明在整个设计中通用的数据类型，例如通用的地址总线、数据类型的定义等。

元件定义：主要规定在VHDL设计中参与元件例化的文件（已完成的设计实体）对外的接口界面。

子程序说明：用于说明在设计中任一处可调用的子程序。

2．自定义程序包

自定义程序包的一般语句结构如下。