arrays - 在 VHDL 中初始化数组 : How exactly does it work?

Question

考虑以下 VHDL 代码:

constant c : std_logic_vector(7 downto 0) := (7 downto 6 => '1', others => '0');

这里，索引 7 和 6 很重要:它们指示哪些元素应该为 1，编译器可以从中推导出哪些元素应该为 0。

问题1

如果我理解正确的话，这也可以写成

constant c : std_logic_vector(7 downto 0) := (7 downto 6 => '1') & (5 downto 0 => '0');

现在我想知道它到底是如何工作的，以及索引是否仍然重要或者只是它们之间的差异。按照我的理解，表达式 (x downto y => z) 创建一个索引为 x downto y 的数组，其元素全部等于 z (并且具有相同的类型)。但是当数组连接时这些索引重要吗？即，我还可以写以下任何内容吗:

constant c : std_logic_vector(7 downto 0) := (1 downto 0 => '1') & (5 downto 0 => '0');
constant c : std_logic_vector(7 downto 0) := (99 downto 98 => '1') & (4 downto -1 => '0');

当然，人们可以说这些陈述，尤其是。最后一个，不太清楚，但我的问题是:他们会得到相同的结果吗？或者它们会导致某种类型或错误吗？

我想知道这个的原因是你也可以写

constant c : std_logic_vector(7 downto 0) := "11" & "000000";

并且文字 "11" 没有指定任何范围，所以我不确定这个文字的类型到底是什么，但肯定不是 std_logic_vector(7 downto 6).

问题2

最后，我想知道两者之间有什么区别

constant c : std_logic_vector(7 downto 0) := (7 downto 6 => '1') & (5 downto 0 => '0');

和

constant c : std_logic_vector(7 downto 0) := (7 downto 6 => '1', 5 downto 0 => '0');

我的意思是:您是否有任何理由想要/需要编写前者(这似乎更容易出错，因为如果您交换两个聚合，它会给出意想不到的结果)而不是后者？或者这只是一个品味问题？

Answer 1

1. 让我们从文字开始。当您指定文字时，默认范围为 (type_index'low 到 type_index'low + len-1)。最简单的方法是在指定常量时看到这一点，其中子类型中不需要范围:

constant SOME_CONSTANT : std_logic_vector := x"00";

在这里，如果您检查 SOME_CONSTANT 的范围，您将看到它的范围(0 到 7)。这是因为 std_logic_vector 被声明为:

type std_ulogic_vector is array(natural range <>) of std_logic;

'natural的低值为0，即起点。

假设你有点疯狂，这是:

type my_crazy_array_t is array(std_logic range <>) of integer;

并且您声明了一个常量:

constant CRAZY : my_crazy_array_t := (0, 22);

结果是:

CRAZY('U') = 0
CRAZY('X') = 22
CRAZY'left = 'U'
CRAZY'right = 'X'
CRAZY'low = 'U'
CRAZY'high = 'X'

因为'U'是 std_logic 的低值，后跟“X”。

对于其他问题，这一切都有效，因为 VHDL 始终是上下文驱动的，并且对于数组，只要长度匹配，生成的数组始终可以从“左”映射到“右”。在您的示例中，长度是正确的，并且从声明中知道子类型，因此可以按照您指定的方式进行映射。

注:(4 downto -1 => '0');是非法的，因为 -1 不是 std_logic_vector 的有效索引值，因此您会收到错误(可能来自 & 函数，因为它无法计算出您的意思是什么类型，因为它不能是 std_logic_vector)。

区别在于第一个是2位和6位位串的串联，第二个是完整的8位位串。您使用哪种可能是风格问题。但通常，为此，我会使用文字，例如:constant c : std_logic_vector(7 downto 0) := x"C0";您使用什么以及何时使用可能取决于用户最清楚的内容。