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vivado VHDL组件、VHDL组件配置_vivado怎么设计结构化的vhdl调用小模块

作者：笔触狂放9 | 2024-07-25 09:12:41

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vivado怎么设计结构化的vhdl调用小模块

VHDL组件实例化

组件实例化允许您在另一个设计单元（组件）中实例化一个设计单位（组件）设计单元来创建分层结构的设计描述。

要执行组件实例化：

1.创建对要实例化的功能进行建模的设计单元（实体和架构）。

2.在父设计单元的声明性区域中声明要实例化的组件建筑学

3.在父设计单元的架构体中实例化并连接该组件。

4.将组件的正式端口映射（连接）到父设计的实际信号和端口单元

组件实例化语句的元素

Vivado合成支持组件声明中的无约束向量。主要元素组件实例化语句的是：

•标签：标识实例。

•关联列表：由保留端口映射关键字引入，并绑定的正式端口组件到父设计单元的实际信号或端口。可选的关联列表是由保留的通用map关键字引入，并将实际值提供给形式组件中定义的泛型。

组件实例化（VHDL）

文件名：instantiation_simple.vhd

这个编码示例显示了由四个nand2组成的半加法器的结构描述组件。

-- A simple component instantiation example

-- Involves a component declaration and the component instantiation itself

-- instantiation_simple.vhd

entity sub is

generic(

WIDTH : integer := 4

);

port(

A, B : in BIT_VECTOR(WIDTH - 1 downto 0);

O : out BIT_VECTOR(2 * WIDTH - 1 downto 0)

);

end sub;

architecture archi of sub is

begin

O <= A & B;

end ARCHI;

entity instantiation_simple is

generic(

WIDTH : integer := 2);

port(

X, Y : in BIT_VECTOR(WIDTH - 1 downto 0);

Z : out BIT_VECTOR(2 * WIDTH - 1 downto 0));

end instantiation_simple;

architecture ARCHI of instantiation_simple is

component sub -- component declaration

generic(

WIDTH : integer := 2);

port(

A, B : in BIT_VECTOR(WIDTH - 1 downto 0);

O : out BIT_VECTOR(2 * WIDTH - 1 downto 0));

end component;

begin

inst_sub : sub -- component instantiation

generic map(

WIDTH => WIDTH

)

port map(

A => X,

B => Y,

O => Z

);

end ARCHI;

递归组件实例化

Vivado综合支持递归组件实例化。

递归组件实例化示例（VHDL）

Filename: instantiation_recursive.vhd

-- Recursive component instantiation

-- instantiation_recursive.vhd

library ieee;

use ieee.std_logic_1164.all;

library unisim;

use unisim.vcomponents.all;

entity instantiation_recursive is

generic(

sh_st : integer := 4

);

port(

CLK : in std_logic;

DI : in std_logic;

DO : out std_logic

);

end entity instantiation_recursive;

architecture recursive of instantiation_recursive is

component instantiation_recursive

generic(

sh_st : integer);

port(

CLK : in std_logic;

DI : in std_logic;

DO : out std_logic);

end component;

signal tmp : std_logic;

begin

GEN_FD_LAST : if sh_st = 1 generate

inst_fd : FD port map(D => DI, C => CLK, Q => DO);

end generate;

GEN_FD_INTERM : if sh_st /= 1 generate

inst_fd : FD port map(D => DI, C => CLK, Q => tmp);

inst_sstage : instantiation_recursive

generic map(sh_st => sh_st - 1)

port map(DI => tmp, CLK => CLK, DO => DO);

end generate;

end recursive;

VHDL组件配置

组件配置显式地将组件与适当的模型链接起来。

•模型是一对实体和体系结构。

•Vivado综合支持体系结构声明部分的组件配置。

以下是一个示例：

for instantiation_list : component_name use

LibName.entity_Name(Architecture_Name);

以下声明表明：

•所有NAND2组件都使用由实体NAND2和体系结构组成的设计单元ARCHI。

•设计单元在工作库中编译。

For all : NAND2 use entity work.NAND2(ARCHI);

synth_design命令中的顶部模块名称（-top）选项的值为配置名称，而不是顶级实体名称。

VHDL泛型

VHDL GENERIC具有以下属性：

•等效于Verilog参数。

•帮助您创建可扩展的设计模型。

•让您可以编写紧凑、因子分解的VHDL代码。

•允许您参数化功能，如总线大小和中重复元素的数量设计单位。

对于必须多次实例化但具有不同总线大小的相同功能，您只需要用泛型描述一个设计单元。请参见GENERIC参数示例。

声明泛型

您可以在实体声明部分中声明泛型参数。支持的泛型类型有：integer、boolean、string和real。

GENERIC参数示例

Filename: generics_1.vhd

-- VHDL generic parameters example

-- generics_1.vhd

library IEEE;

use IEEE.std_logic_1164.all;

use IEEE.std_logic_unsigned.all;

entity addern is

generic(

width : integer := 8

);

port(

A, B : in std_logic_vector(width - 1 downto 0);

Y : out std_logic_vector(width - 1 downto 0)

);

end addern;

architecture bhv of addern is

begin

Y <= A + B;

end bhv;

Library IEEE;

use IEEE.std_logic_1164.all;

entity generics_1 is

port(

X, Y, Z : in std_logic_vector(12 downto 0);

A, B : in std_logic_vector(4 downto 0);

S : out std_logic_vector(17 downto 0));

end generics_1;

architecture bhv of generics_1 is

component addern

generic(width : integer := 8);

port(

A, B : in std_logic_vector(width - 1 downto 0);

Y : out std_logic_vector(width - 1 downto 0));

end component;

for all : addern use entity work.addern(bhv);

signal C1 : std_logic_vector(12 downto 0);

signal C2, C3 : std_logic_vector(17 downto 0);

begin

U1 : addern generic map(width => 13) port map(X, Y, C1);

C2 <= C1 & A;

C3 <= Z & B;

U2 : addern generic map(width => 18) port map(C2, C3, S);

end bhv;

笔记

在实例化期间重写泛型值时，不支持拆分不同的数组元素。

例如，如果有一个通用my_gen定义为数组，如下所示，则它不起作用：

my_gen(1) => x,

my_gen(0) => y

相反，它应该设置如下：

my_gen => (x,y)

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