Array em VHDL
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Tipos ARRAY predefinidos no VHDL
Na linguagem VHDL existem alguns tipos que são definidos como array (vetores) de um tipo básico. Por exemplo, na biblioteca standard.vhd define os tipos string e bit_vector como ARRAY de bit e character. Na std_logic_1164.vhd é definido o tipo std_logic_vector como ARRAY de tipo std_logic. A biblioteca numeric_std.vhd define os tipos unsigned e signed também como ARRAY do tipo std_logic.
-- package standard.vhd (não precisa ser declarado pois é usado por default)
library std;
use std.standard.all;
...
type string is array (positive range <>) of character;
type bit_vector is array (natural range <>) of bit;
-- package std_logic_1164.vhd
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
...
type std_logic_vector is array ( natural range <>) of std_logic;
-- package numeric_std
library ieee;
use ieee.numeric_std.all;
...
type unsigned is array (natural range <>) of std_logic;
type signed is array (natural range <>) of std_logic;
Para o uso desses tipos é necessário declarar a biblioteca e usar o pacote (package) correspondente, conforme indicado acima.
Declaração de tipos ARRAY pelo usuário
Para definir um tipo ARRAY em VHDL é usada a sintaxe abaixo:
type nome_tipo is array (faixa_indices) of tipo_elemento_da_array;
Em VHDL é possível criar ARRAY de diferentes dimensões, seja 1D, 1D x 1D, 2D, 1D x 1D x 1D, 3D.
- OBS: A forma de acesso aos elementos dos ARRAYs pode ser limitado pelo compilador ou software utilizado na síntese e simulação.
Array 1D
Exemplos são os array bit_vector, std_logic_vector, unsigned e signed, onde o vetor é composto por elementos do tipo bit ou std_logic
-- Declaração do tipo
type array1Du_bit is array (natural range <>) of bit;
type array1Du is array (natural range <>) of integer range 0 to 7;
type array1Dc is array (3 downto 0) of integer range -8 to 7;
-- Declaração do objeto
signal a : array1Du_bit (7 downto 0);
signal b : array1Du (1 to 5);
signal c : array1Dc;
-- Uso
a <= "10100000";
a <= ('1','0','1','0','0','0','0','0');
a(7) <= '1';
a(5 downto 3) <= '1' & "00";
ya <= a(0); -- onde ya é um objeto do tipo bit;
b <= (0, 1, 2, 3, 4);
yb <= b(5); -- onde yb é um objeto do tipo integer com range igual ou maior que os elementos de b
c(3) <= 4;
c(2 downto 1) <= (others => 0);
c(0) <= -6;
yc <= c(2); -- onde yc é um objeto do tipo integer com range igual ou maior que os elementos de c
Array 1D x 1D
Exemplos são os array nos quais os elementos são um ARRAY 1D ou um integer ou chararcter
-- declaração do tipo
type array1Dx1D_slv is array (natural range <>) of std_logic_vector (4 downto 0);
type array1Du is array (1 to 4) of integer range 0 to 100;
type array1Dx1D_int is array (1 to 3) of array1Dc;
-- declaração do objeto
signal a : array1Dx1D_slv (1 to 4);
signal b : array1Dx1D_int;
-- atribuição de valor
a <= ("001Z0", "11111", "01001", "00000");
b <= (( 12, 7, 10, 78),( 21, 99, 0, 100),( 34, 56, 100, 11));
-- uso do valor
a_slv <= a(1); -- retorna"00Z10", o 1º vetor do array de array, onde a_slv é um objeto std_logic_vector (4 downto 0)
a_sl <= a(1)(1); -- retorna 'Z', o bit de índice 2 do 1º vetor do array de array, onde a_sl é um objeto std_logic
b_int <= b(3)(4); -- retorna 11, onde b_int é um objeto integer
Array 2D
-- declaração do tipo
type array2D_sl is array (natural range <>, natural range <>) of std_logic;
-- declaração do objeto
signal a : array2D_sl (1 to 4, 4 downto 0);
-- atribuição de valor
a <= ("001Z0", "11111", "01001", ('0','0','0','0','0'));
-- uso do valor
a_sl <= a(1,1); -- retorna 'Z', a posição (1,1) do array, onde a_sl é um objeto std_logic
para 1Dx1D o acesso é assim a_sl <= a(1)(1); -- retorna 'Z', o bit de índice 2 do 1º vetor do array de array, onde a_sl é um objeto std_logic
Array 1Dx1Dx1D
-- declaração do tipo
type array1Dx1D_slv is array (natural range <>) of std_logic_vector (4 downto 0);
type array1Dx1Dx1D_slv is array (natural range <>) of array1Dx1D_slv;
type array1Dx1D_int is array (1 to 4) of integer range 0 to 100;
type array1Dx1Dx1D_int is array (1 to 2) of array1Dx1D_int;
-- declaração do objeto
signal a : array1Dx1Dx1D_slv (1 to 4);
signal b : array1Dx1Dx1D_int;
-- atribuição de valor
a <= (("00011", "11101", "11101", "01110"), ("001Z0", "11111", "01001", "00000"));
b <= ((4, 1, 3, 11),( 21, 99, 0, 100));
-- uso do valor
a_1Dx1D <= a(1); -- retorna ("00011", "11101", "11101", "01110"), o 1º array, onde a_1Dx1D é um objeto array1Dx1D_slv
a_slv <= a(2)(1); -- retorna "001Z0", o 1º array do 2º array onde a_slv é um objeto std_logic_vector (4 downto 0)
a_sl <= a(2)(1)(1); -- retorna 'Z', o bit de índice 2 do 1º vetor do array de array, onde a_sl é um objeto std_logic
b_int <= b(2)(4); -- retorna 100, onde b_int é um objeto integer
Array 3D
-- declaração do tipo
type array3D_sl is array (natural range <>, natural range <>, natural range <>) of std_logic;
type array3D_bit is array (1 to 2, 1 to 4, 4 downto 0) of bit;
-- declaração do objeto
signal a : array3D_sl (1 to 2, 1 to 4, 4 downto 0);
signal b : array3D_bit;
-- atribuição de valor
a <= (("00011", "11101", "11101", "01110"), ("001Z0", "11111", "01001", "00000"));
b <= (("00011", "11101", "11101", "01110"), ("00110", "11111", "01001", "00000"));