Question

我很难理解如何在另一个过程中使用顺序逻辑实体。该过程是状态机，其在每个时钟信号上从输入读取值或执行计算。这些计算需要多次迭代才能完成。但是，每次迭代都应该使用一个子实体，该子实体使用与上述相同的原理（双状态状态机，基于时钟的迭代）来定义，以获得在同一次迭代中所需的一些结果。

在我看来，我有两个选择：

在主实体内的单独进程中实现子实体，并找到一种方法来暂停主进程并将其与子实体执行同步 - 这将意味着使用主实体的时钟信号
在主要实体的过程中实现子实体（基本上类似于函数调用）并找到一种方法来停止主要过程，直到子实体执行完成 - 这在我看来几乎不可能使用主时钟信号

它们中没有一个看起来非常吸引人且相当复杂，所以我要求一些经验丰富的见解和澄清。我真的希望有一种我更缺失的传统方式。

Answer 1

“实体”在这里是一个不幸的选择，因为它表明VHDL Entity可能是你想要的也可能不是。

你正在考虑大致正确的行，但是有点不清楚你的意思是“吸引人”;所以你的目标不明确，这使得很难提供帮助。

分别采取两种方法：

（1）单独的过程是划分任务的有效方法。它们自然会并行运行。在同步设计中（最佳实践，最安全和最简单 - 不是通用的，但你需要引人注目的理由做其他事情），它们通常都由相同的系统时钟计时。

当您需要同步它们时，您可以使用额外的“握手”信号。通常，您的主SM将启动子系统，等待子系统确认，再次等待子系统完成，然后使用结果。

main_sm : process(clk)
begin
   if rising_edge(clk) then
      case state is
      ...
      when start_op =>
         subsystem_start <= '1';
         if subsystem_busy = '1' then
            state <= wait_subsystem;
         end if;

      when wait_subsystem <= 
         subsystem_start <= '0';
         if subsystem_busy = '0' then
            state <= use_result;
         end if;

      when use_result => -- carry on processing
      ...
      end case;
   end if;  
end process main_sm;

应该清楚如何编写子系统来匹配......

这在子系统处理需要大量，可变或未知时间完成时最有用 - 可能是将字符发送到UART或串行分频器。小心，它还可以允许几个顶级进程访问子系统以节省硬件（显然，子系统握手逻辑一次只响应一个进程！）

（2）如果要在过程中实施子实体，则应将其写为子程序，即在推测时，程序或函数。如果它被声明为进程的本地，则它可以访问该进程的环境;否则你可以传递它参数。当子程序可以在当前时钟周期内完成时，这是最简单的;通常你可以构造代码，以便它可以。

在综合工具中尝试以下操作：

main_sm : process(clk)

   procedure wait_here (level : std_logic; nextstate : state_type) is
   begin
      subsystem_start <= level;
      if subsystem_busy = level then
         state <= nextstate;
      end if;
   end wait_here;

begin
   ...
      when start_op =>
         wait_here('1', wait_subsystem);
      when wait_subsystem <= 
         wait_here('0', use_result);

上面的握手重写应该有效，并且在一些合成工具中，但其他人可能无法为子程序提供良好的综合支持。

您可以在模拟过程中使用跨越多个时钟周期的子程序;诀窍是消除敏感性列表并使用

wait until rising_edge(clk);

代替。这也是潜在可合成的，并且可以用于例如在程序的循环中。然而，一些综合工具拒绝了它，而Xilinx XST实际上正在变得更糟，而不是更好地支持它。

vhdl如何在进程中使用实体

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