Question

我正在研究FIR滤波器，特别是延迟线。 x_delayed初始化为全零。

type slv32_array is array(natural range <>) of std_logic_vector(31 downto 0);
...
signal x_delayed : slv32_array(0 to NTAPS-1) := (others => (others => '0'));

这不起作用：

x_delayed(0) <= x;             -- Continuous assignment

DELAYS : process(samp_clk)
begin
    if rising_edge(samp_clk) then
        for i in 1 to NTAPS-1 loop
            x_delayed(i) <= x_delayed(i-1);
        end loop;
    end if; -- rising_edge(samp_clk)
end process;

Simulation

但这样做：

DELAYS : process(samp_clk)
begin
    if rising_edge(samp_clk) then
        x_delayed(0) <= x;           -- Registering input
        for i in 1 to NTAPS-1 loop
            x_delayed(i) <= x_delayed(i-1);
        end loop;
    end if; -- rising_edge(samp_clk)
end process;

Simulation

这个“解决方案”的问题是x_delayed中的第一个元素被延迟了一个样本，它应该不。（代码的其余部分希望x_delayed(0)成为当前样本。）

我正在使用Xilinx ISE 13.2，使用ISim进行模拟，但这也证实了使用ModelSim进行模拟。

是什么给出的？

修改

问题基本上是，即使x_delayed(0)似乎没有被驱逐到process，it was。

实施Brian Drummond's idea后，它完美无缺：

x_delayed(0) <= x;

-- Synchronous delay cycles.
DELAYS : process(samp_clk)
begin
    -- Disable the clocked driver, allowing the continuous driver above to function correctly.
    -- https://stackoverflow.com/questions/18247955/#comment26779546_18248941
    x_delayed(0) <= (others => 'Z');        

    if rising_edge(samp_clk) then
        for i in 1 to NTAPS-1 loop
            x_delayed(i) <= x_delayed(i-1);
        end loop;
    end if; -- rising_edge(samp_clk)
end process;

Simulation

编辑2：

我用OllieB's suggestion来摆脱for循环。我必须更改它，因为我的x_delayed已从(0 to NTAPS-1)编入索引，但我们最终得到了这个漂亮的小程序：

x_delayed(0) <= x;

DELAYS : process(samp_clk)
begin
    x_delayed(0) <= (others => 'Z');
    if rising_edge(samp_clk) then
        x_delayed(1 to x_delayed'high) <= x_delayed(0 to x_delayed'high-1);
    end if; -- rising_edge(samp_clk)
end process;

编辑3：

在OllieB's next suggestion之后，事实证明x_delayed(0) <= (others => 'Z')在他之前的更改之后是不必要的。以下工作正常：

x_delayed(0) <= x;

DELAYS : process(samp_clk)
begin    
    if rising_edge(samp_clk) then
        x_delayed(1 to x_delayed'high) <= x_delayed(0 to x_delayed'high-1);
    end if;
end process;

Answer 1

在第一种情况下，x_delayed(0)实际上有两个驱动程序，在外面进程，x_delayed(0) <= x，以及DELAY内的隐式进程过程

流程中的驱动程序是VHDL标准概念的结果被称为＆＃34;最长的静态前缀＆＃34;，在VHDL-2002标准（IEEE Std 1076-2002）section＆＃34; 6.1 Names＆＃34;，以及带有循环变量的循环结构 i，其中x_delayed(i)的最长静态前缀为x_delayed。

VHDL标准然后进一步描述了部分过程的驱动器＆＃34; 12.6.1驱动程序＆＃34;，表示＆＃34; ...给定标量有一个驱动程序如果存在至少一个信号，则在过程语句中的信号S. 该进程语句中的赋值语句和最长的静态该信号赋值语句的目标信号的前缀表示S ...＆＃34;。

因此x_delayed(0)有一个（可能是令人惊讶的）后果 DELAY进程，它将所有std_logic元素驱动到＆＃39; U＆＃39;从未分配，由此std_logic解析函数导致结果值为＆＃39; U＆＃39; 无论外部x_delayed(0) <= x驱动什么值。

但是对于你的代码，它似乎还有更多，因为实际上有一些＆＃34; 0＆＃34;我可以从图中看到x_delayed(0)的模拟输出中的值。但是，当我没有完整的代码时，很难深入研究。

一种看待循环的原因，就是手动推出循环将for ... loop替换为：

x_delayed(1) <= x_delayed(1-1);
x_delayed(2) <= x_delayed(2-1);
...
x_delayed(NTAPS) <= x_delayed(NTAPS-1);

对于具有NTAPS的可配置模块，这当然不是一个可用的解决方案一般，但可能有趣的是看到操作然后是直觉上预期。

编辑：＆＃34;编辑＆＃34;中列出了多种解决方案。根据评论，在上述问题之后的部分。具有变量的解决方案（如果需要，允许复杂表达式）如下所示。如果不需要复杂表达式，那么根据OllieB's suggestion可以将赋值减少到x_delayed(1 to x_delayed_dir'high) <= x_delayed(0 to x_delayed_dir'high-1)：

x_delayed(0) <= x;
DELAYS : process(samp_clk)
  variable x_delayed_v : slv32_array(1 to NTAPS-1);
begin
  if rising_edge(samp_clk) then
    for i in 1 to NTAPS-1 loop
      x_delayed_v(i) := x_delayed(i-1);  -- More complex operations are also possible
    end loop;
    x_delayed(1 to x_delayed_dir'high) <= x_delayed_v;
  end if;  -- rising_edge(samp_clk)
end process;

Answer 2

在详细说明期间，无论循环迭代器的范围如何，都会为x_delayed中的所有元素创建驱动程序。因此，x_delayed（0）有两个与之关联的驱动程序。 Std_Logic和Std_Logic_Vector是resoved类型（即，当多个驱动程序与这些类型的信号关联时，已解析的函数将通过查找std包中的表来确定信号的值。请参阅 VHDL编码样式和方法论了解更多详情。

Answer 3

你遇到问题的原因是逻辑认为你有两件事同时分配到同一个信号 - 连续分配和寄存器分配循环。与寄存器实施保持一致。

修改
如果你有modelsim，你可以使用'trace x'选项并查看它的来源。
可能是另一个模拟器也有这个功能，但对于modelsim我肯定它有效

Answer 4

在你不工作的例子中 x_delayed（0）＆lt; = x;

非常容易

process(x)
begin
   x_delayed(0) <= x;
end process;

因此，只有当x发生变化时，该过程才会分配x_delayed（0）。因为这是一个信号对齐，x_delayed（0）不会立即改变，它会在一个delta周期后改变。因此，当调用进程DELAYS时，x_delayed（0）的赋值尚未发生！

如果可以，请在流程中为x_delayed使用变量。

x_delayed(0) := x;

连续分配看似不起作用

4 个答案: