为什么我们在 VHDL 中使用函数答案

【问题标题】：Why do we use functions in VHDL为什么我们在 VHDL 中使用函数
【发布时间】：2013-01-21 17:22:07
【问题描述】：

函数显然没有实体那么冗长。但这意味着许多缺点，包括：

没有等效的通用关键字
只能输出一个

看来函数可以递归调用。实体可能不是这样吗？如果是这样，除了审美目的之外，还有什么好的理由使用函数吗？

【问题讨论】：

标签： vhdl

【解决方案1】：

函数不能直接创建硬件 - 它们必须存在于架构中才能这样做。没有什么可以阻止您将所有功能放入 function（或 procedure），然后在 process 中调用它。

关于您的其他一些观点：

通过过程，您可以拥有多个inout 或out 参数。

实体可以递归...考虑：

entity recurse is
    generic (
        depth : integer := 1;
        param : integer := 3);
    port (
        a : in  integer;
        b : out integer);
end entity recurse;

architecture a1 of recurse is   
    signal c : integer;
begin
    c <= a + 1;
    bottom: if depth = param generate
        b <= a + 1;
    end generate bottom;

    mid:if depth /= param generate
        recurse_1: entity work.recurse
            generic map (
                param => param,
                depth => depth+1)
            port map (
                a     => c,
                b     => b);
    end generate mid;
end architecture a1;

不是很有用，但合成和模拟就好了。

最后，当然，您只将函数用于审美目的（假设您将可维护性和可读性纳入审美的定义中，根据我的经验，大多数编程类型都会这样做）。您仅出于“审美目的”而使用枚举类型、实体、记录和一大堆其他语言特征。即使是汇编助记符也很美观！也许应该回到切换 DIP 开关 :)

【讨论】：

@zplesivcak：感谢编辑 - 我没有注意到我搞砸了格式！

【解决方案2】：

vhdl 中的函数使代码易于维护和阅读。通常架构非常大，在调试时如果出现问题，您可以轻松找到有问题的功能并进行纠正，而无需分析整个架构主体。

在小代码的情况下它是无用的，但在更大的机器上，如果你认为它功能明智，它会让你更好地理解。

对此没有规定，因此欢迎所有 cmets。

简而言之：功能的优势在于

重载
算子定义
因此运算符重载
更好的代码结构

【讨论】：

亲爱的 Arpit，我明白构建代码的必要性。但是我们不能总是用小架构来代替功能吗？
是的，你可以！一件事可以通过多种方式完成，但是每当我们定义单独的架构时，我们也会考虑将它们与其他实体或不同的配置联系起来，但如果不是这种情况，那么最好使用函数。
亲爱的 Arpit，我们同意功能总是可以被小型架构取代的事实。它显然没有那么强大，例如只有一个输出并且没有通用关键字。因此，我的问题比以往任何时候都更重要。
等待泛型只能在实体中声明，一个输出？如果您使用程序，您可以返回多个。
功能明显没那么强大*

【解决方案3】：

我明白你为什么感到困惑，另一个很好的问题是为什么会有 procedure 和 function。（VHDL 有时看起来很不优雅！）

话虽如此，我一直都在使用过程和函数，尽管主要是在测试台中。例如，我不久前为一个防火墙系统的测试平台编写了一个名为pd_tb_send_udp_packet() 的程序，我在主进程中反复使用它，例如，

pd_tb_send_udp_packet("10.10.10.2", 1234, false);
pd_tb_send_udp_packet("10.10.10.1", 1234, true);
pd_tb_send_udp_packet("10.10.10.1", 1235, false);
pd_tb_send_udp_packet("ff02:100::1", 1234, false);
pd_tb_send_udp_packet("ff02:101::1", 1234, true);

这个过程生成一个带有给定地址/端口的随机UDP数据包并将其发送到防火墙系统，然后根据最终的布尔参数测试它是否被转发。这是它的第一行，我使用库中的函数：

if f_atvtb_is_ipv6_addr(dest_ip_addr) then
  v_ipv6 := true;
  v_ipv6_addr := f_atvtb_ipv6_addr(dest_ip_addr);
else
  v_ipv6 := false;
  v_ipv4_addr := f_atvtb_ip_addr(dest_ip_addr);
end if;

后两者分别从字符串输入返回 128 位和 32 位 std_logic_vector。

虽然我可以在不使用过程和函数的情况下完成所有这些工作，但肯定会更加混乱。

【讨论】：