VHDL中配置語句的基本用法

羅 宇 岳 淼 傅 饒

（西華師范大學計算機學院，四川 南充 637000）

VHDL中配置語句的基本用法

羅 宇 岳 淼 傅 饒

（西華師范大學計算機學院，四川 南充 637000）

在VHDL語言中，配置可以把特定的結構體關聯到（或指定給）一個確定的實體。通常在VHDL工程中，配置語句可以為實體指定或配屬一個結構體，讓一個實體配置不同的結構體以使其具有不同的功能或比較不同結構體的仿真差別等。本文介紹了配置語句的基本格式，并通過例子講解配置語句的基本用法。

VHDL；配置；實體；結構體

1 概述

目前，常用的HDL（硬件描述語言）主要有VHDL、Verilog HDL、System Verilog和System C。其中VHDL在EDA設計中應用相當普遍，也得到幾乎所有主流EDA工具的支持。VHDL一個完整的、可綜合的程序結構，一般包括庫（library）、程序包（Package）、實體（entity）、結構體（structure）和配置（configuration）。

配置是把元件具體安裝到實體的最基本設計單元。在綜合或仿真中，可以利用配置語句為確定整個設計提供許多有用信息。例如，對以元件例化的層次方式構成的VHDL設計實體，就可以把配置語句的設置看成一個元件表，以配置語句指定在頂層設計中的某一元件與一特定結構體相銜接，或賦予特定屬性。配置語句還能用于對元件端口連接進行重新安排等。

一般地，配置語句的用法有默認配置法、元件配置法和實體-結構體對配置法三種。

2 默認配置法

默認配置是一種最簡單形式的顯式配置，不含任何塊語句和元件的模塊用這種配置，默認配置指定配置實體的配置名和為實體指定的結構體。其一般格式如下：

CONFIGURATION配置名OF實體名IS

配置說明

END配置名；

其中，一種最簡單的缺省配置格式如下：

CONFIGURATION配置名OF實體名IS

FOR選配結構體名

END FOR；

END配置名；

如前所述，每個實體可以擁有多個結構體，而每個結構體的地位是平行的，在這種情況下，可以用默認配置方式為實體指定一個結構體。

例1．為一個計數器（實體名為“test1”）建立兩個配置，分別把結構體“count_255”和“count_64K”指定給計數器“test1”。

上述兩個配置語句為實體指定了兩個結構體，其中配置語句一的配置名為“small_count”，指定的結構體為count_ 255，即此配置語句實現實體的模為256的計數功能；配置語句二的配置名為“big_count”，指定的結構體為count_64K，即此配置語句實現實體的模為64K的計數功能。

3 元件配置法

在VHDL設計中，通常會采用自頂向下的層次設計方法。一般而言，高層電路會調用低層電路或元件。我們可以利用配置語句，通過對被調元件指定一定功能的結構體，從而使高層電路完成相應的功能目標。由于被調用元件可以指定不同的結構體，相應地，高層電路也能完成不同的功能。運用元件配置法，需定義并配置好低層元件。

元件配置的格式如下：

CONFIGURATION配置名OF高層電路實體名IS

FOR高層實體的結構體名

FOR例化名:低層元件名USE CONFIGURATION庫名.低層元件配置名;

END FOR;

……

FOR例化名:低層元件名USE CONFIGURATION庫名.低層元件配置名;

END FOR;

END配置名;

一般地，庫名為WORK庫。

例2．創建一個電路，要求實現模為64K的計數功能。

（1）先創建低層電路，并進行配置，如例1所示。

（2）創建一個高層（頂層）電路，并進行配置，代碼如下：

如果我們想實現模為256的計數器，只需要將work. big_count改為work.small_count即可。

4 實體-結構體對配置法

此方法與元件配置法有些類似，只是實體-結構體對配置法是直接為高層電路調用的低層元件指定具體結構體。其使用格式如下所示：

CONFIGURATION配置名OF高層電路實體名IS

2007—2017年世界纖維板進口額排名前5位的國家包括美國、英國、德國、法國、意大利、荷蘭、波蘭、俄羅斯和日本，2007年依次為美國、德國、英國、法國和荷蘭，2017年為美國、德國、意大利、英國和波蘭。美國進口額始終位列第1，其世界占比存在波動，但總體變化不顯著，2007年為21%，2017年為14%;進口額第2位輪流由英國和法國占據，且兩者差距不大；期間分別排名第3至第5位的國家與英法兩國的差距也很小。

FOR高層實體的結構體名

FOR例化名:低層元件實體名USE ENTITY庫名.低層元件實體名（結構體名）;

END FOR;

……

FOR例化名:低層元件實體名USE ENTITY庫名.低層元件實體名（結構體名）;

END FOR;

END FOR;

END配置名;

同樣地，庫名一般為WORK庫。

例3．創建一個電路，要求實現模為256的計數功能。

（1）先創建低層電路，并進行配置，如例1所示。

（2）創建一個高層（頂層）電路（代碼與例2配置語句之前代碼相同），且配置代碼如下：

在上述配置語句中，將高層實體test2的結構體behave指定為低層實體test1的結構體count_255的配置，從而實現了模為256的計數器。很明顯，只要將上述語句中的“work. test1(count_255)”改為“work.test1(count_64K)”即可實現模為64K的計數器。

5 結語

配置主要為高層（頂層）設計實體指定結構體，或為參與例化的元件實體指定所希望的結構體，以層次方式來對元件例化作結構配置。實現的方法簡單、實用和高效，在運用以上三種方法時，需要注意其用法與使用場合，并搞清高層實體與低層實體及結構體之間的關系。

[1]潘松，黃繼業．EDA技術實用教程(第三版)[M]．北京：科學出版社，2006．

[2]鄒道勝，朱如琪．CPLD/FPGA與ASIC設計實踐教程(第二版) [M]．北京：科學出版社，2010．

[3]徐志軍，王金明，尹廷輝．EDA技術與VHDL設計[M]．北京：電子工業出版社，2009．

[4]江國強．EDA技術與應用[M]．北京：電子工業出版社，2010．

Basic Usage of Configuration Statements in VHDL

Luo Yu Yue Miao Fu Rao
(West China Normal University,Nanchong 637000,Sichuan)

In the VHDL language,a configuration can be associated with a specific structure to a certain entity.Usually in the VHDL project,the configuration statements can be specified or attached to a structure,and it can let an entity configure different structures for different functions or simulations.This paper introduces the basic form of the configuration statements and the basic usage of the configuration statements by example.

VHDL;configuration;entity;structure

TN402

A

1008-6609(2015)10-0077-02

羅宇，男，重慶市人，碩士，講師，研究方向：電子信息處理。