是否需要初始化？

Question

在VHDL中，创建信号或向量时是否需要初始化？ 如果忘记初始化信号或整数值会发生什么？

Answer 1

在模拟中，如果您不设置初始值，则向量的每个元素都将获得默认值（这是定义的）通过VHDL语言规范）。对于枚举类型，这是枚举类型中定义的第一个元素：布尔值为false，std_logic为“U”（未定义）。注意'U'在电路中没有意义。这只是验证工程师的一个暗示，你不知道触发器在上电时有哪个值。

综合之后：如果目标技术支持此，FPGA合成器将使用您设置为触发器和内存的“开机”值的初始值！如果该技术不支持强制初始值（以及ASIC），则上电时的初始值是未知的。它可以是1或0.（参见例如：http://quartushelp.altera.com/11.0/mergedProjects/hdl/vhdl/vhdl_pro_power_up_state.htm）

两种可能的风格：

1. 选择显式初始值，带或不带显式复位电路（通常用于现代FPGA）
2. 将'U'设置为初始值，并使用适当的复位电路强制使用已知的复位值

如果您选择第一个选项，请务必检查您的目标技术是否支持此样式！

Answer 2

在模拟中，VHDL中的所有在开始时被初始化为代表它们的范围的“最左边”元素。

因此，std_logic将获得'U'，boolean将获得false，integer将获得较大的负数。您自己定义的任何枚举类型都将初始化为其第一个成员。等

您可以使用显式初始化来覆盖它：

variable i : integer := 0;

然后，模拟器将使用您的初始化。

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在综合代码时，在ASIC中，显式初始化被忽略（没有芯片支持它们！），并且所有内容都无法预测地初始化。因此，您有一个复位引脚和显式代码，用于在该引脚置为有效时分配所需的值。

当你瞄准FPGA并且没有明确地初始化时，大多数情况下事情将初始化为“零”，但你不能依赖它（有时逆变器会被推动，事情看起来像他们一样在'一'）。因此，您有一个复位引脚和显式代码，用于在该引脚置为有效时分配所需的值。

某些合成器（至少XST）将支持显式初始化并将它们传递到网表中，以便可以依赖它们。在这种情况下，你仍然可以有一个复位信号 - 它可以做一些不同的事情，因此特定的触发器可以初始化为一个值并重置为另一个值！

Answer 3

在VHDL中并不是绝对必要的，就像它在C / C ++中不是必需的那样，但是可能会出现类似的结果。在没有初始化信号或信号矢量的情况下，模拟器通常会模拟它处于未知状态（假设您正在使用std_logic信号）。但是，合成引擎将选择一个或另一个作为初始值，因为当FPGA编程时，所有存储器元件将以这种或那种方式初始化（​​即它们未初始化为未知状态）。

有些人不会在声明时初始化信号，而是使用他们的电路来初始化存储器元件（例如，创建复位逻辑以初始化存储器元件）。其他将在声明时初始化内存元素。这些是设计决策，有自己的权衡。