Question

在VHDL中有两个time值，例如：

constant t_1 : time :=   1 us;
constant t_2 : time := 300 ms;

如何计算time类型中表示的两个real值之间的比率？

以＆＃34;：＆＃34;表示的比率应该例如给出：

t_1：t_2 = 3.333333e-006
t_2：t_1 = 3.000000e + 005

挑战在于，两个物理类型的VHDL划分（如执行t_1 / t_2）会返回一个（通用）整数，因此t_1 / t_2的结果为0，而不是0.0和0.0之间的所需值。 1.0。

该解决方案通常适用，也适用于最短时间超过1 fs的模拟器。

Answer 1

Modelsim有一个modelsim_lib.util包，其中包含to_real()个函数，Aldec在aldec.aldec_tools中也有相同的内容。

如果你需要一个可以在综合中用于生成常量的可移植解决方案，我有timing_ops package包含to_real()函数以及许多其他时间相关的实用程序。 to_real()函数进行中间转换为整数，但通过预先缩放它，智能地处理超过典型32位整数范围的64位时间的大值。如果可用，则支持64位整数。转换函数通过使用VHDL-2008 resolution_limit函数的修改版本来了解当前时间分辨率。当模拟器分辨率尽可能大时，您将获得整数转换的最佳精度。在1fs分辨率下，您可能会在大时间值上失去一些准确性。当从时间进行往返转换时，它将保留IEEE 64位浮点有效数中可用的最大53位 - ＆gt;真实的 - ＆gt;时间。

此软件包有两个版本。主要定义频率的物理类型，并在Quartus和Vivado（以及任何模拟器）中工作，但不能在XST中工作。精简timing_ops_xilinx删除物理类型以支持XST。逻辑包名称仍为timing_ops，因此您的代码仍可移植，只需更改库映射。

Answer 2

我也尝试过这样的计算，但在某些供应商的工具上失败了......我目前的解决方案是使用实常数来表示ns或者以MHz为单位的频率。如果我需要一个具体的时间，我将实常数乘以1 ns，这会产生一个时间。

-- specify timing in microseconds
constant myTiming_us : real := 100.0;

-- scale timing and convert it to a time
constant myTime : time := 1 ns * myTiming_us * 1000.0;

编辑1：

耶！我发现我的旧错误/错误说明为什么我没有直接使用时间类型...

以下所有注释均在2011年使用Xilinx XST版本O.61xd进行测试 - 如果我没记错的话，这是ISE 13.2。

以下是我的笔记：

-- type TIME is not supported in Xilinx Synthese Tools (XST) - Version O.61xd 2011
--  declaration of constants with type TIME => ERROR
--  usage of type TIME in functions         => ERROR

function kHz2Time(Freq_kHz : POSITIVE) return TIME is
begin
    return 1.0 ms / real(Freq_kHz);
end;

-- has no static result in Xilinx Synthese Tools (XST) - Version O.61xd 2011
function kHz2Time(Freq_kHz : REAL) return TIME is
begin
    return 1.0 ms / Freq_kHz;
end;

-- has no static result in Xilinx Synthese Tools (XST) - Version O.61xd 2011
function kHz2Time(Freq_kHz : REAL) return TIME is
  constant result : TIME := 1.0 ms / Freq_kHz;
begin
    return result;
end;

所有3个变体都已注释（此处未注释使用语法突出显示），并且在XST 13.2中不起作用。如果我没记错的话，iSim 13.2对此代码没有任何问题。

编辑2：

我再次在ISE 14.7下运行我的测试，截至目前它似乎正常工作。因此，“没有静态结果”的问题得到了解决。 TIME类型的常量也可用于综合。

此外，可以定义新的物理时间：

-- not yet supported by Xilinx Synthese Tools (XST) - Version 13.2 (O.61xd 2011)
type FREQ is range 0 to INTEGER'high units
    Hz;
    kHz = 1000 Hz;
    MHz = 1000 kHz;
    GHz = 1000 MHz;
end units;

频率到时间的转换有点棘手：

function to_time(Frequency : FREQ) return TIME is
    variable Result : TIME;
begin
    assert MY_VERBOSE report "to_time: Frequency = " & FREQ'image(Frequency) severity note;

    if (Frequency < 1.0 kHz) then
        Result := (1.0 / real(Frequency / 1.0  Hz)) * 1.0 sec;
    elsif (Frequency < 1.0 MHz) then
        Result := (1.0 / real(Frequency / 1.0 kHz)) * 1.0 ms;
    elsif (Frequency < 1.0 GHz) then
        Result := (1.0 / real(Frequency / 1.0 MHz)) * 1.0 us;
    else
        Result := (1.0 / real(Frequency / 1.0 GHz)) * 1.0 ns;
    end if;

    assert MY_VERBOSE report "  return " & TIME'image(Result) severity note;
    return Result;
end function;

XST 14.7和iSim 14.7不再抱怨此代码。

如何获得两个时间值之间的实际类型比率？

2 个答案:

编辑1：

编辑2：