VHDL预定义的数据类型解析

上述的4种数据类型可以作为预定义数据类型，放在现有的程序包中，供程序设计时共享，也可以由用户自己定义。VHDL的预定义数据类型都是在VHDL标准程序包STANDARD中定义的，在实际使用中，已自动包含在VHDL的源文件内，因而不必通过USE语句以显式调用。

（1）布尔（BOOLEAN）数据类型

程序包STANDARD中定义布尔数据类型的源代码如下：

布尔量是一个二值枚举量，只有真（TRUE）和假（FALSE）两种状态。它没有数量多少的概念，不能进行算术运算，只能用于关系运算和逻辑判断。若某个客体被定义为布尔量，则EDA工具对设计进行仿真时，自动地对其赋值情况进行核查。

（2）位（BIT）数据类型

位数据类型也属于枚举型，用来表示一个信号的值，取值只能是1或0。位数据类型的数据对象，如变量、信号等，可以参与逻辑运算，运算结果仍是位的数据类型。位通常用单引号来把它的值引起来。如TYPE BIT IS（‘0’，‘1’）；

（3）位矢量（BIT_VECTOR）数据类型

位矢量只是基于BIT数据类型的数组，在程序包STANDARD中定义的源代码是

使用位矢量必须注明位宽，即数组中的元素个数和排列方式。

例如：

（4）字符（CHARACTER）数据类型

字符类型通常用单引号引起来，如‘A’。字符类型区分大小写，如‘B’不同于‘b’。字符‘1’，‘3’仅是符号，不表示数值大小。

（5）字符串（STRING）数据类型

字符串数据类型是字符数据类型的一个约束型数组，或称为字符串数组。字符串必须用双引号标明。

例如：

（6）自然数（NATURAL）和正整数（POSITIVE）数据类型(www.xing528.com)

自然数是整数的一个子类型，非负的整数，即零和正整数；正整数也是一个子类型，它包括整数中非零和非负的数值。

（7）实数（REAL）数据类型

VHDL的实数类型类似于数学上的实数，或称浮点数。实数的取值范围为-1.0E38～+1.0E38。通常情况下，实数类型仅能在VHDL仿真器中使用，VHDL综合器不支持实数，因为实数类型的实现相当复杂，目前在电路规模上难以承受。

实数常量的书写方式举例如下：

65971.333333——十进制浮点数；8#43.6#E+4——八进制浮点数；43.6E-4——十进制浮点数。

（8）整数（INTEGER）数据类型

整数类型的数代表正整数、负整数和零。在VHDL中，整数的取值范围是-2147483647～+2147483647，即可用32位有符号的二进制数表示。在实际应用中，VHDL仿真器通常将INTEGER类型作为有符号数处理，而VHDL综合器将INTEGER作为无符号数处理。在使用整数时，VHDL综合器要求用RANGE子句为所定义的数限定范围，然后根据所限定的范围来决定表示此信号或变量的二进制的位数，因为VHDL综合器无法综合未限定的整数类型的信号或变量。

如语句“SIGNAL TYPEI：INTEGER RANGE0TO15；”规定整数TYPEI的取值范围是0～15共16个值，可用4位二进制数来表示，因此TYPEI将被综合成由4条信号线构成的信号。

整数常量的书写方式示例如下：

3——十进制整数；10E4——十进制整数；16#D2#——十六进制整数；2#11011010#——二进制整数。

（9）时间（TIME）数据类型

VHDL中唯一预定义物理类型是时间。完整的时间类型包括整数和物理量单位两部分，整数和单位之间至少留一个空格，如50ms、30ns。

时间类型值的范围从-2147483647到+2147483647，时间类型的完整书写格式应包括整数和单位两部分，整数和单位两部分之间至少要留一个空格。如12ns、5min。时间一般用于仿真，而不用于逻辑综合。

（10）错误等级（SEVERITY_LEVEL）

在VHDL仿真器中，错误等级用来指示设计系统的工作状态，共有4种可能的状态值：NOTE（注意）、WARNING（警告）、ERROR（出错）、FAILURE（失败）。在仿真过程中，可输出这4种值来提示被仿真系统当前的工作情况。其定义如下：