为VHDL定义溢出numeric_std有符号/无符号

如果我有一个包含值2**MAX - 1的unsigned(MAX downto 0)，那么VHDL（87 | 93 | 200X）标准是否定义了当我将其增加1时会发生什么？（或类似地，当我递减它由一个从零？）为VHDL定义溢出numeric_std有符号/无符号

来源

2012-08-02 detly

简短的回答：

没有溢出处理，溢流进位简单地丢失。因此，结果就是您的操作modulo 2^MAX的整数结果。

较长答案：

的numeric_std包是一个标准的包装，但它是不是核心的VHDL标准（87,93,200X）。参考：numeric_std.vhd

的+操作者到底调用ADD_UNSIGNED (L, R : unsigned; C : std_logic)函数（C = '0'）。请注意，任何整数/自然操作数首先转换为unsigned。

函数的定义是：

function ADD_UNSIGNED (L, R : unsigned; C : std_logic) return unsigned is 
    constant L_left : integer := L'length-1; 
    alias XL  : unsigned(L_left downto 0) is L; 
    alias XR  : unsigned(L_left downto 0) is R; 
    variable RESULT : unsigned(L_left downto 0); 
    variable CBIT : std_logic := C; 
begin 
    for i in 0 to L_left loop 
     RESULT(i) := CBIT xor XL(i) xor XR(i); 
     CBIT  := (CBIT and XL(i)) or (CBIT and XR(i)) or (XL(i) and XR(i)); 
    end loop; 
    return RESULT; 
end ADD_UNSIGNED;

正如你可以看到一个 “溢出” 的发生，如果CBIT='1'（进位）为i = L_left。结果位RESULT(i)正常计算，最后一个进位bot值被忽略。

来源

2012-08-02 07:16:11 wap26

正是我想要的那种引用，谢谢:)（请忽略我以前对于进位的评论，我误读了这个函数！） – detly 2012-08-02 12:41:20

@detly：不客气 – wap26 2012-08-02 12:53:55

这个答案也是错误的， MAX + 1的长度。使用MAX名称时出现问题。对于声明为无符号的某个名称，其子类型指示（索引范围）为31 downto 0且长度为32（somename'length），右边索引为0的最大值为2 ** 32 -1。 – user1155120 2015-06-03 02:58:15

我已经与希望的unsigned溢出/下溢在C或Verilog和这里的问题是什么，我想出了（result和delta是unsigned）：

result <= unsigned(std_logic_vector(resize(('1' & result) - delta, result'length))); -- proper underflow 
result <= unsigned(std_logic_vector(resize(('0' & result) + delta, result'length))); -- proper overflow

对于溢出'0' & result使得unsigned大1位，以能够正确地适应加法的值。然后通过resize命令删除MSB，该命令产生正确的溢出值。下溢也一样。

来源

2014-02-08 10:44:17 yado

对于MAX值等于7加1到2 ** 7 - 1（127）将导致值2 ** 7（128）。

的最大无符号值由一个无符号阵列型的长度来确定：

library ieee; 
use ieee.std_logic_1164.all; 
use ieee.numeric_std.all; 

entity foo is 
end entity; 

architecture faa of foo is 
    constant MAX: natural := 7; 
    signal somename: unsigned (MAX downto 0) := (others => '1'); 
begin 
UNLABELED: 
    process 
    begin 
     report "somename'length = " & integer'image(somename'length); 
     report "somename maximum value = " &integer'image(to_integer(somename)); 
     wait; 
    end process; 
end architecture;

集合体(others => '1')表示“1”，其中是一个无符号阵列类型和表示最大二进制的somename每个元素价值可能。

这给出：

foo.vhdl：15：9：@ 0毫秒：（报告注）：somename'length = 8
foo.vhdl：16：9：@ 0毫秒：（报告记）：somename最大值= 255

长度为8，可用无符号数组类型表示的数值范围是从0到2 ** 8-1（255），最大可能值大于2 ** 7（128）并且没有溢出。

这在更新的问题VHDL modulo 2^32 addition中被发现。在你接受的答案中，它假设你的意思是长度而不是最左边的值。

从零个案件的减量确实导致值2 ** 8-1（255）（MAX = 7）。根据你的数学宗教，下溢或溢出。

给Jonathan Drolet的提示是为了指出这个问题。

来源

2015-06-03 04:05:37 user1155120

为VHDL定义溢出numeric_std有符号/无符号

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