Суворова Е.А., Шейнин Ю.Е. Проектирование цифровых систем на VHDL (2003), страница 10

Другие, Физические типы имеют весьма специфический характер, работа с ними требует не всегда привычных для программиста методов формирования и использования значений данных. Их понимание и корректное использование должно базироваться не только на знании синтаксиса программных конструкций и чисто программных вопросов их семантики, но и на представлении о физических процессах (хотя бы на уровне логических сигналов и временных соотношений, которые происходят в аппаратуре проектируемых устройств). Структура отношений между типами данных представлена на рис. 2.1 [3).

В данной главе мы рассмотрим все типы, кроме файлового. Описание типа имеет следующий синтаксис: сура пате зв Суре дееьпьсаоп Если несколько имен типов имеют одинаковое описание, переменные зтнх ти- пов не считаются принадлежащими к одному типу. Глава 2 34 Типы данных ростъе (сквлирные) типы Составные типы указательные типы Файловые типы Числовые типы Записи Массивы мвыга! Розйие )птейег Ограниченной длины йее! Неограниченной длины Пвречислииыв типы Згггпй Всойап вп тесгог -':.:: Ф- *з Физические типы Тнпв Ое)ау )ейы Рис. 2.1. Типы данных языка ))НИ.

Скалярные типы данных Числовые типы В ЧНР1. поддерживается два основных типа для представления чисел: целочисленный и тип с плавающей запятой. Вследствие того, что компиляторы Скалярные типы могут использоваться для описания следующих групп объектов: чисел, символов, значений сигналов и других физических объектов. При моделировании схем устройств на различных уровнях абстракции, в языке ЧНР1.

для описания сигналов могут использоваться различные типы данных и их сочетания. Так, на высоких уровнях абстракции, как правило, используются перечислимые типы, задаваемые списком значений, и числовые типы. А при моделировании на уровне регистровых передач, как правило, используется булевский тип, битовый тип, стандартный логический тип, а также типы, которые определяются на их базе. Операторы и данные языка МНО1 языка ЧН131. существуют, в основном, в рамках систем автоматизированного проектирования, тип с плавающей запятой большинством из них или вообще не поддерживается или поддерживается не в полной мере.

Это относится и к рассматриваемым в данной книге средам ОгСАО Ехргезз и Гоипдаг)оп Ехргезз. Тип!п$едег ДЛя ПрЕдСтаВЛЕНИя ЦЕЛЫХ ЧИСЕЛ ИСПОЛЬЗуЕтСя тИП тпседег. ЭтОт тИП ПОЗВО- ляет представить числа в диапазоне от — 2 147 483 647 до 2 147 483 647. В среде Роипбаг)оп Ехргезз этот тип автоматически преобразуется в битовый вектор, диапазон которого определяется как минимально допустимый для заданного диапазона значений, поэтому целесообразно использовать не тип гпеедег как таковой, а диапазон, заданный на базе этого типа. Внутри среды Роипг)аг)оп Ехргезз целые числа представляются в двоичном формате. Для работы с ними используется тип )оье чесеог.

Преобразование целых чисел осуществляется автоматически, без участия пользователя. Размер битового вектора определяется как минимально допустимый для заданного диапазона значений исходного целого типа. При просмотре результатов моделирования так же автоматически осуществляется обратное преобразование. В результате значения сигналов, которые имеют целый тип, можно просматривать в десятичном формате. ОПИСаНИЕ тИПа На баЗЕ гпеедег ИМЕЕТ СЛЕдуЮщИй Внд: галде в|лр1е ехрхеввьоп (Ео)аоалсо) вглр1е ехргевв1оп Например: Ф))ре Е1 1в галде 1 Ео 200; Суре Е2 1в галде 40 аонлво З; Когда переменная описывается таким типом, то по умолчанию ее начальное значение определяется равным левой границе интервала.

Операции, выполнимые над множеством целых типов, приведены в табл. 2.1. Таблица 2.1. Операции над множеством целых типов Описание Обозначение Сложение Вычитание Умножение Деление Деление по модулю Глава 2 Таблица 2.1 (окончание) Обозначение Описание Остаток от деления Модуль Возведение в степень Тип Яеа/ Для представления действительных чисел используется тип кев1. Он имеет диапазон от -1.0Е+38 до 1.0Е+38.

Физические типы данных Для представления физических величин (таких как длина, масса, время), в языке ЧНОЬ используются так называемые физические типы. Данные, принадлежашие к физическому типу, определяются своим значением и единицей измерения. Для одного и того же физического параметра может использоваться множество единиц измерения. Организация физических типов в ЧНОЬ позволяет установить соответствие между различными единицами измерения. Это освобождает пользователя от последуюшего написания множества функций преобразования данных из одних единиц измерения в другие.

В Еоипоа1юп Ехргевв физические типы не поддерживаются. Определение физического типа включает в себя первичный модуль, в котором определяется основная единица измерения. Оно также может включать в себя вторичные модули, в которых определяются дополнительные единицы измерения и их связь с основной единицей.

Определение имеет следуюший синтаксис: Етре пате 1в хапае взлр1е ехркеввьоп (Ео)ааипво) в1кр1е ехркеввьоп ипШв Хво=х вог епй иззаев паве; Здесь: П ва — имя первичного модуля; П хек — имя вторичного модуля. Опера торы и данные языка МНР1 Например: Фуре 1епдФ?г 1в ввиде 0 Фо 1вд ии1Фв ипц -- писпои пгп=1000 игпг а-"1000 пиц пи1=254 ииг зпс?г-"1000 па1; еиа иизев 1еидеиг В ОгСАР Ехргевв 9.1 после еиа иизеа нельзя указывать нмя типа, должна сразу же ставиться точка с запятой. ЗНаЧЕНИя ВЕЛИЧИНЫ ЭТОГО тИПа МОЖНО ЗаПИСатЬ СЛЕдуЮШИМ ОбраЗОМ: 1 ппп, 200 гп11.

ВЕЛИЧИНа, ОПИСаННая ТИПОМ 1еидФЬ, МОжЕт ПрИНИМатЬ ЗНаЧЕНИя От О игп дО 1ад ипг. ДЛя ЗадаНИя ЗНаЧЕНИя ВЕЛИЧИНЫ МОжЕт ИСПОЛЬЗОВатЬСя И дЕйетВИ- тельное число. Оно будет округлено до ближайшего целого в основных еди- НИЦаХ ИЗМЕРЕНИЯ. ТаК, ДЛЯ тИПа 1елдФЬ ЗаПИСЬ О.1 ьисн, 2.54 агп И 2. 540528 ппп будут ИНтЕрПрЕтИрОВаНЫ КаК ОДНО И тсжЕ ЧИСЛО 254О ипг. Например, описание переменной с использованием этого типа может выглядеть следующим образом: чвп1аЪзе 1елд1г 1елдФН:=13 ипц В этом примере переменной 1елд1 присваивается начальное значение 13 мкм.

Операции над физическими типами К физическим типам может быть применено большинство арифметических операторов, но с некоторыми ограничениями: 1З операции сложения и вычитания могут производиться только над данными одного и того же типа; при этом получается результат того же типа, что и операнды; О значение физического типа может быть умножено на целое или действи- тельное число; результату будет присвоен физический тип операнда. П значение физического типа можно делить на целое или действительное число; будет получен результат того же физического типа; 0 для операции деления оба операнда также могут быть одного и того же физического типа, в этом случае будет получен результат целого типа. зв Глава 2 Например: Ьепд1:=1епд1 в 5 опо Описание времени ЧНОЕ ПаддЕржИВаЕт ВСтрОЕННЫй фИЗИЧЕСКИй тИП П1ее дЛя ОПИСаНИя ВрЕ- мени.

Описание этого типа выглядит следующим образом: ехрв п3лпе 1в халде алр1епеппап1оп оейьпео ипАев рв=1000 1в; па=1000 рв; ив=1000 пв; ля=1000 ив; вес=1000 пв; ппп=бо вес; 'оп=60 ппп; При моделировании, гв является минимальным временем, которое может быть учтено. Однако для того, чтобы расширить диапазон значений времени, в качестве минимальной единицы может быть выбран один из больших модулей. ПрИВЕдЕННОЕ ВЫШЕ ОПИСаНИЕ тИПа Пьее даНО дЛя ПОяСНЕНИя ЕГО СМЫСЛа. Поскольку тип с1ее является встроенным, описывать его в своей программе не надо.

Перечислимые типы данных Перечислимые типы могут задаваться двумя способами: диапазоном и спи- ском значений. Описание типа с использованием диапазона Это описание имеет следующий синтаксис: папдв вппр1е ехрпеввгоп (Ео(аоввъво) вьлр1е ехрпевв1оп Примером такого описания могут служить рассмотренные выше типы на базе целочисленного. Описание типа с использованием списка значений При моделировании на абстрактном уровне значениям сигналов удобно сопоставлять шиена, отражающие их смысл. В этом случае используется зада- Операторы и данные языка И7Р1 ние перечислимого типа списком значений. Описание типа выглядит сле- дующим образом: туре васви 1в (иа1ие1, иа1иез,...,иа1ие и) Например: туре втатев 1в (епаЫе, с??яаЫе, ?с?1е)с туре оста1 с?1д?тв 1в ('1', '2', '3', '4', '5', 'б', '7'); Описания различных типов могут включать одни и те же имена (так назы- ваемая перегрузка имен значений).

Например, допустимо следующее описа- ние: туре втатев 1в (епаЬ1е, с??яаЫе, ?с?1е)с туре в?дп1 1в (епаЫе, с)?яаЫе)? При присваивании объектам перегруженных значений, в языке ЧНР), для облегчения читаемости,может использоваться следующая конструкция: туре паюве' (иа1ие) ) Например: ятатея'(епаЫе) я?дп1'(епаЬ1е) Символьный тип. Этот тип является перечислимым типом, задаваемым спи- ском входящих в него значений. ЧН?з).

поддерживает весь набор восьмиби- товых символов (оО. Определение типа имеет следующий вид: туре сиатассет 1в ( пи1, воЬ, втх, есх, ест, епс?, ас)с, Ье1, Ья, Ьт, 1т, ит, тт, ст, яо, я1, с(1е, с?с1, с?с2, с?сз, с?с4, па)с, яуп, етЬ, сап, еи, виЪ, евс, гвр, двр, твр, ияр, '0', '1', '2', '3', '4', '5', 'б', '7', '9', 'А', 'В', 'с', 'и', 'е', 'у', 'о', х, г, г, с128, с129, с130, с131, с132, с133, с134, с135, Глава к с136, с137, с138, с139, с140, с144, с145, с146, с147, с148, с152, с153, с154, с155, с156, 'А', 'В', 'В', 'Г', 'Д', 'Е', 'И', 'и', 'К', 'Л', 'М', 'Н', 'Р', 'с', 'т', 'у', 'Ф', 'х', 'ш', 'щ', 'ъ', 'ы', 'ь', 'э', с141, с142, с143, с149, с150, с151, с157, с158, с159, ч)', '(г)', '1', ж', 'э', О', 'П', ц', 'ч', Ю', 'Я', Булевский тил.

Это перечислимый тип, задаваемый множеством своих зна- чений. Он имеет следующее определение: суре Ъос1еап 1в (Га1ве, сссе); Этот тип используется для представления результатов условных выражений. В состав этих выражений могут входить операторы сравнения =, у=, «, =, >, >=, и логические операторы есп, сг, папа, хст, нсог, асс. Операторы <, <=, >, = могут применяться только к значениям упорядоченных типов. Битовый тил. Это перечислимый тип, задаваемый множеством своих значений. Он имеет следующее определение: Стандартный логический тил з(4( и1оя)с.