آرایه‌ها در VHDL

اگر با زبان‌های برنامه‌نویسی کار کرده باشید می‌دانید که انواع مختلف داده برای کارهای مختلف برای ما وجود دارد. از داده‌های اینتیجر، با علامت و بی علامت بگیرید تا ساختمان‌ها و بسیاری از داده‌های دیگر. در زبانی مانند زبان C انواع این داده‌ها وجود دارند. در این مقاله ما می‌خواهیم در رابطه با آرایه‌ها در زبان VHDL صحبت کنیم، اما ابتدا به توضیحاتی که در ادامه خواهیم داد توجه کنید.

آرایه‌ها خود نیز نوعی داده هستند که در زبان C قابل تعریف هستند. ما انواع آرایه‌های یک بعدی، دو بعدی، سه بعدی و بیشتر از این داریم.

اما آیا این آرایه‌ها به صورت یک بعدی، دو بعدی و … در حافظه‌ها ذخیره می‌شوند؟

خیر حافظه‌های دیجیتال یا به صورت فلیپ‌فلاپ یا رجیستر هستند که یک یا چندین بیت را در خود جای می‌دهند و یا هم حافظه‌هایی مثل RAM هستند که ساختارشان کمی متفاوت است و با آدرس‌دهی به آن می‌توان به یک وکتور دسترسی داشت. پس در واقع چیزی به اسم حافظه‌های چند بعدی یا به صورت ماتریسی وجود ندارد.

اینکه ما در زبان‌های برنامه‌نویسی آرایه‌های چند بعدی داریم و یا ماتریس می‌توانیم تعریف کنیم دلیل بر این نیست که درون تراشه‌ها نیز همچین حافظه‌هایی وجود داشته باشد، بلکه این سبک کدنویسی برای راحت بودن کاربر و نزدیک بودن به دنیای قابل فهم برای کاربر می‌باشد.

اما بحث اصلی ما در رابطه با داده‌ها و به طبع آن حافظه‌ها در درون FPGA می‌باشد و به این دلیل در ابتدا به آرایه‌ها در زبان برنامه‌نویسی C اشاره کردیم چون شما به احتمال زیاد بیشتر آشنا هستید و تجربه کار با آن‌ها را دارید.

حافظه‌ها در FPGA

به صورت کلی در FPGAها به دو صورت می‌توانیم حافظه‌ها را توصیف کنیم. یکی استفاده از LUTها (شامل فلیپ‌فلاپ، مالتی‌پلکسر و یک سری ادوات دیگر می‌شود) و دیگری استفاده از RAM است. ما در این مقاله به RAM نخواهیم پرداخت و توضیحاتی در رابطه با ساختن حافظه با فلیپ‌فلاپ و LUT خواهیم داد.

نوع داده‌هایی که ما در مقالات آموزش FPGA توصیف کرده بودیم نوع‌عایی بودند که به ازای تعداد بیت آن‌ها از فلیپ‌فلاپ استفاده می‌شد. اما در این مقاله می‌خواهیم با نوعی شبیه به آرایه‌ها که در زبان C وجود دارد در زبان VHDL آشنا شویم.

زبان VHDL پیچیدگی‌های زیادی دارد و ما می‌توانیم انواع داده‌های عجیب و غریب را در آن تعریف کنیم. اما ما برای سادگی و همچنین اینکه این داده‌ها قابلیت پیاده‌سازی را داشته و کاربردی هم باشند از یک نوع بسیار ساده استفاده می‌کنیم و با مثال‌هایی داده‌هایی شبیه به آرایه توصیف می‌کنیم.

ابتدا به تصویر زیر توجه کنید:

آرایه در زبان VHDL

در تصویر بالا دو نوع حافظه متفاوت را مشاهده می‌کنید. همانطور که گفتیم این دو نوع حافظه فقط سبک دسترسی ازطریق کد به آن‌ها متفاوت است وگرنه چیزی که پیاده می‌شود با استفاده از فلیپ‌فلاپ‌ها و سیم‌بندی بین آن‌هاست.

حال با استفاده از مثال‌هایی، بیشتر با این نوع داده و دسترسی به آن آشنا شویم.

ماتریس و بردار

در بالا ابتدا دو نوع جدید تعریف کردیم و سپس سیگنال‌هایی از ای نوع‌های جدید تعریف کردیم. در نهایت هم به خانه‌های این دو دسترسی پیدا کردیم.

در مثالی دیگر می‌خواهیم با استفاده از آرایه و تعریف نوع جدید، یک مالتی پلکسر را تعریف کنیم. البته ما در این قسمت با استفاده از ساختار شرطی مالتی پلکسر را تعریف کردیم. اکنون می‌خواهیم به روشی دیگر یک مالتی پلکسر تعریف کنیم.

به کد زیر توجه کنید:

اگر کد بالا را تفسیر کنید به خوبی متوجه می‌شوید که توصیف یک مالتی پلکسر است که هشت ورودی دو بیتی دارد که با توجه به مقدار S یکی از این ورودی‌های دو بیتی به خروجی منتقل می‌شود.

همچنین می‌توان در هنگام تعریف آرایه آن را با مقادیر دلخواه مقداردهی اولیه کرد.

مثال‌‌های بیشتری از این قبیل را می‌توانید در این لینک ببینید.

برچسب ها

حمایت از سپهر

خوشحال میشیم برای تداوم و کیفیت ما رو حمایت کنید.

0 نفر

پــــســنــدیـده انـد

توجه

دیدگاه ها

0 دیدگاه

پر بحث ترین ها

مسابقه دوم : چالش برنامه نویسی به زبان C

مسابقه اول سیسوگ (مسابقه اول: درک سخت افزار) انتقادهای زیادی رو در پی داشت تا جایی که حتی خودمم به نتیجه مسابقه...

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 2 سال پیش

راه اندازی LCD گرافیکی Nokia 1661 و دانلود کتابخانه آن

LCD گرافیکی یکی از مهم ترین پارامترهای موجود در طراحی انواع مدارات الکترونیکی پیچیده و حتی ساده است ، نمایش وضعیت و...

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 4 سال پیش

ریموت کدلرن و چکونگی دکد کردن آن به همراه سورس برنامه

ریموت کنترل امروزه کاربرد زیادی پیدا کرده است؛ از ریموت‌های درب بازکن تا ریموت‌های دزدگیر و کنترل روشنایی همه از یک اصول اولیه پیروی می‌کنند و آن‌هم ارسال اطلاعات به‌صورت بی‌سیم است....

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 5 سال پیش

همه چیز درباره ریموت کنترل‌های هاپینگ

امنیت همیشه و در همه‌ی اعصار، مقوله‌ی مهم و قابل‌توجه‌ ای بوده و همیشه نوع بشر به دنبال امنیت بیشتر، دست به ابداعات و اختراعات گوناگونی زده است. ریموت کنترل یکی از این اختراعات است. در این مقاله، به بررسی امنیت انواع ریموت‌های کنترل خواهیم پرداخت....

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 5 سال پیش

مسابقه سوم: استخراج داده از رشته ها در زبان C

نزدیک به 5 ماه از مسابقه دوم سیسوگ می‌گذره و فکر کردم که بد نیست یک چالش جدید داشته باشیم! البته چالش‌ها...

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 2 سال پیش

مسابقه ششم: بزن میکروکنترلر را بسوزون!

بزنم میکروکنترلر را بسوزونم اونم تو  این شرایط!، طراحی مسابقه از اون چیزی که به نظر می‌رسه سخت‌تر است، باید حواست باشه...

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 10 ماه پیش

آموزش قدم به قدم راه اندازی +NRF24L01

آموزش قدم به قدم راه اندازی +NRF24L01  با کتابخانه سازگار با انواع میکروکنترلرها و کامپایلرها قبل از اینکه قسمت بشه با ماژول...

رسول خواجوی بجستانی رسول خواجوی بجستانی
  • 3 سال پیش

ساخت ماینر با FPGA و ARM

چند ماهی هست که تب بیت کوین و ارزهای دیجیتال خیلی بالا رفته! چه شد که این پست را نوشتم همانطور که...

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 3 سال پیش

کار با ماژول تمام عیار mc60 – قسمت دوم – راه اندازی OpenCPU

در قسمت اول به یکسری اطلاعات کلی ماژول mc60 پرداختیم، با نرم افزار QNavigator کار کردیم و یک هدربرد هم برای کار...

Mahdi.h   Mahdi.h  
  • 3 سال پیش

مسابقه چهارم: کدام حلقه سریع‌تر است؟

حدود ۷ ماه پیش، مسابقه سوم سیسوگ رو برگزار کردیم و کلی نکته در مورد خواندن رشته‌های ورودی را بررسی کردیم. فکر...

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 1 سال پیش
سیـــســـوگ

مرجع متن باز آموزش الکترونیک