二、 运算操作符和属性
1. 运算操作符
l 赋值运算符
赋值运算符用来给信号、变量和常数赋值。
<= 用于对SIGNAL类型赋值；
:= 用于对VARIABLE，CONSTANT和GENERIC赋值，也可用于赋初始值；
=> 用于对矢量中的某些位赋值，或对某些位之外的其他位赋值(常用OTHERS表示)。
例：
SIGNAL x: STD_LOGIC;
VARIABLE y: STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); –最左边的位是MSB
SIGNAL w: STD_LOGIC_VECTOR(0 TO 7); –最右边的位是MSB
x <= ‘1’;
y := “0000”;
w <= “1000_0000”; – LSB位为1，其余位为0
w <= (0 => ‘1’, OTHERS => ‘0’); – LSB位是1， 其他位是0
l 逻辑运算符
操作数必须是BIT, STD_LOGIC或STD_ULOGIC类型的数据或者是这些数据类型的扩展，即BIT_VECTOR, STD_LOGIC_VECTOR,STD_ULOGIC_VECTOR。
VHDL的逻辑运算符有以下几种：（优先级递减）
? NOT —— 取反
? AND —— 与
? OR —— 或
? NAND —— 与非
? NOR —— 或非
? XOR —— 异或
l 算术运算符
操作数可以是INTEGER, SIGNED, UNSIGNED, 如果声明了std_logic_signed或std_logic_unsigned，可对STD_LOGIC_VECTOR类型的数据进行加法或减法运算。
+ —— 加
- —— 减
* —— 乘
/ —— 除
** —— 指数运算
MOD —— 取模
REM —— 取余
ABS —— 取绝对值
加，减，乘是可以综合成逻辑电路的；除法运算只在除数为2的n次幂时才能综合，此时相当于对被除数右移n位；对于指数运算，只有当底数和指数都是静态数值(常量或GENERIC参数)时才是可综合的；对于MOD运算，结果的符号同第二个参数的符号相同，对于REM运算，结果的符号同第一个参数符号相同。
l 关系运算符
=, /=, <, >, <=, >=
左右两边操作数的类型必须相同。
l 移位操作符
<左操作数> <移位操作符> <右操作数>
其中左操作数必须是BIT_VECTOR类型的，右操作数必须是INTEGER类型的(可以为正数或负数)。
VHDL中移位操作符有以下几种：
u sll 逻辑左移 – 数据左移，右端补0；
u srl 逻辑右移 – 数据右移，左端补0；
u sla 算术左移 – 数据左移，同时复制最右端的位，填充在右端空出的位置；
u sra 算术右移 – 数据右移，同时复制最左端的位，填充在左端空出的位置；
u rol 循环逻辑左移 — 数据左移，从左端移出的位填充到右端空出的位置上；
u ror 循环逻辑右移– 数据右移，从右端移出的位填充到左端空出的位置上。
例：x <= “01001”，那么：
y <= x sll 2; – 逻辑左移2位，y<=”00100”
y <= x sla 2; – 算术左移2位，y<=”00111”
y <= x srl 3; – 逻辑右移3位，y<=”00001”
y <= x sra 3; – 算术右移3位，y<=”00001”
y <= x rol 2; – 循环左移2位，y<=”00101”
y <= x srl -2; –相当于逻辑左移2位
l 并置运算符
用于位的拼接，操作数可以是支持逻辑运算的任何数据类型。有以下两种：
2 &
2 (, , , )
与Verilog中{}的功能一样。
2. 属性(ATTRIBUTE)
l 数值类属性
数值类属性用来得到数组、块或一般数据的相关信息，例如可用来获取数组的长度和数值范围等。
以下是VHDL中预定义的可综合的数值类属性：
d’LOW –返回数组索引的下限值
d’HIGH –返回数组索引的上限值
d’LEFT –返回数组索引的左边界值
d’RIGHT –返回数组索引的右边界值
d’LENGTH –返回矢量的长度值
d’RANGE –返回矢量的位宽范围
d’REVERSE_RANGE –按相反的次序返回矢量的位宽范围
例：定义信号 SIGNAL d: STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);
则有：d’LOW = 0, d’HIGH = 7, d’LEFT = 7, d’RIGHT = 0, d’LENGTH = 8, d’RANGE = (7 DOWNTO 0), d’REVERSE_RANGE = (0 TO 7).
l 信号类属性
对于信号s，有以下预定义的属性(可综合的)：
s’EVENT 若s的值发生变化，则返回布尔量TRUE，否则返回FALSE
s’STABLE 若s保持稳定，则返回TRUE，否则返回FALSE
例：clk的上升沿判断
IF (clk’EVENT AND clk = ‘1’)
IF (NOT clk’STABLE AND clk = ‘1’)
WAIT UNTIL (clk’EVENT AND clk = ‘1’)
3. 通用属性语句
GENERIC语句提供了一种指定常规参数的方法，所指定的参数是静态的，增加了代码的可重用性，类似于Verilog中的parameter与defparam。GENERIC语句必须在ENTITY中进行声明，由GENERIC语句指定的参数是全局的，不仅可在ENTITY内部使用，也可在后面的整个设计中使用。语法结构如下：
GENERIC (parameter_name: parameter_type := parameter_value);
用GENERIC语句指定多个参数：
GENERIC (n: INTEGER := 8; vector: BIT_VECTOR := “0000_1111”);