信号赋值与变量赋值的区别在哪？

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　　随着集成电路技术的发展，用传统的方法进行芯片或系统设计已不能满足要求，迫切需要提高设计效率，因此能大大降低设计难度的VHDL设计方法被越来越广泛地采用。用VHDL语言设计系统的主要方法是：设计者根据VHDL的语法规则，对系统目标的逻辑行为进行描述，然后通过综合工具进行电路结构的综合、编译、优化，通过仿真工具进行逻辑功能仿真和系统时延的仿真，最后把设计的程序下载到芯片中，成功地实现系统功能。
　　在VHDL设计中，最常用的数据对象主要有三种：信号（signal）、变量（variable）和常数（constant）。信号是电子电路内部硬件连接的抽象。它除了没有数据流动方向说明以外，其他性质几乎和“端口”一样；信号是一个全局量，它可以用来进行进程之间的通信。变量只能在进程语句、函数语句和过程语句结构中使用，是一个局部量。
　　在VHDL语言中，对信号赋值是按仿真时间进行的，到了规定的仿真时间才进行赋值，而变量的赋值是立即发生的。下面的例子是从赋初值的角度说明信号与变量的这种区别的。
　　例如用VHDL语言实现初值为A的十六进制的16个数的循环显示。
　　对于如此的设计要求，如果用变量实现，则VHDL程序如下。
　　library ieee;
　　use ieee.std_logic_1164.all;
　　use ieee.std_logic_unsigned.all;
　　entity sevenauto is
　　port（clk:in std_logic;
　　y:out std_logic_vector（6 downto 0））;
　　end sevenauto;
　　architecture behave of sevenauto is
　　begin
　　process（clk）
　　variable count:std_logic_vector（3 downto 0）;
　　variable init:std_logic;
　　begin
　　if （clk‘’event） and （clk=‘’1‘’） then
　　if （init = ‘’0‘’） then
　　count：= “1001”;
　　init：=‘’1‘
　　end if;
　　count：=count+1;
　　case count is
　　when “0000”=＞y;
　　when “0001”=＞y;
　　when X“2”=＞y;
　　when X“3”=＞y;
　　when X“4”=＞y;
　　when X“5”=＞y;
　　when X“6”=＞y;
　　when X“7”=＞y;
　　when X“8”=＞y;
　　when X“9”=＞y;
　　when X“A”=＞y;
　　when X“B”=＞y;
　　when X“C”=＞y;
　　when “1101”=＞y;
　　when “1110”=＞y;
　　when “1111”=＞y;
　　when thers=＞y;
　　end case;
　　end if;
　　end process;
　　end behave;
　　在程序中，定义了变量count，希望初始值为“1010”。通过实验发现，在定义变量或信号时直接赋予初始值不能生效（如variable count:std_logic_vector（3 downto 0） ：=“1010”），它的初始值仍然是系统默认值（如count为“0000”）。正是利用这一点，通过init（初始值为’‘0’‘）来给count赋初值 A即“1010”，具体方法见程序中斜体部分。这样，在第一个脉冲来时执行斜体部分if语句，而第二个脉冲来时由于init不为’‘0’‘而是 ’‘1’‘，因此不执行该部分语句，从而实现为count赋初值的功能，这样程序从A开始进行数字的循环显示。
　　如果把count类型改为signal，则结果将大不一样。
　　signal cou
　　nt： std_logic_vector（3 downto 0）;
　　process（clk）
　　variable init ：std_logic;
　　begin
　　if （clk’‘event） and （clk=’‘1’‘） then
　　if （init = ’‘0’‘） then
　　count＜= “1001”; --（1）
　　init ：= ’‘1’
　　end if;
　　count＜=count+1; --（2）
　　由于信号的赋值不是立即发生的，在语句（1）后面还存在对信号count的赋值操作（2），因此，语句（1）在此不起作用，count的最后值是语句 （2）的值。因此如果将count设为signal的话，程序实现的是从0开始的16个十六进制数的循环。在这里，对信号赋初值的语句是不可行的。
　　仿真结果
　　将设计好的VHDL程序在Altera公司提供的软件maxplusⅡ10.1环境下进行编译仿真，得到的仿真结果如图1、图2所示，其中图1是 count为变量的结果，图2是count为信号的结果，其中输出y［6.。.0］分别与七段数码管的abcdefg七段相连。
　　从图1可以看出，在第一个时钟脉冲上升沿，结果是“1110111”，数码管显示即为A，然后依次为b，C，d， E，F，0，1.。.9，A.。。循环下去，此处用小写的b和d，主要是与数字8进行区别。
　　从图中可以看出，在第一个时钟脉冲上升沿，结果是“1111110”，数码管显示即为0，然后依次示1.。.9，A， b，C，d，E，F，0，。。。循环下去。