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如何在vhdl中将大整数转换为较小的整数？

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我有VHDL代码，我试图乘以像素值 . 我有以下实体：

entity xGradient is

port(
    clk : in std_logic;
    x11, x12, x13, x21, x22, x23, x31, x32, x33 : in integer range 0 to 255;
    gradientInX : out integer range 0 to 255
);

end xGradient;

我对这些进行了以下操作：

gradientInX <= x11 + 2*x21 + x31 - x13 - 2*x23 - x33;

您可能会注意到的问题是，从操作中获取的值超出了输出整数可能的值的范围 . 发生这种情况时，我的模拟会崩溃 . 我不知道我正在尝试做什么的正确的词，因此似乎无法弄清楚如何解决这个问题，它让我发疯 . 我基本上只想截断，或减小输出的大小，以确保它适合gradientInX输出端口 . 我尝试使用这样的进程块：

-- declared signals
signal gradientMem: integer;

--beginning of my architecture
begin 

SobelOperator : process(gradientMem)

begin
    gradientMem <= x11 + 2*x21 + x31 - x13 - 2*x23 - x33;

    if (gradientMem > 255) then
        gradientMem <= 255;
    elsif (gradientMem < 0) then
        gradientMem <= 0;
    end if;

end process SobelOperator;

然后将gradientMem分配给gradientInX但由于某种原因它不起作用 . 真的很感激任何帮助 . 注意：我没有包含所有VHDL代码，因为我认为它会不必要地长 . 我得到的错误信息是来自操作的信号结果值超出范围（因为结果值为负且输出的范围仅为0到255） .

马修

vhdl

3 回答

  • 1

    这是您应该使用变量而不是信号的少数几种情况之一 .

    SobelOperator : process(x11, x21, x31, x13, x23, x33)
    variable gradientMem : integer;
begin
    gradientMem := x11 + 2*x21 + x31 - x13 - 2*x23 - x33;

    if (gradientMem > 255) then
        gradientMem := 255;
    elsif (gradientMem < 0) then
        gradientMem := 0;
    end if;
    gradientInX <= gradientMem;
end process SobelOperator;

    顺便说一句，此操作称为 clipping .

    如果你想要 truncate ，那么这个过程应该写成：

    SobelOperator : process(x11, x21, x31, x13, x23, x33)
    variable gradientMem : integer;
begin
    gradientMem := x11 + 2*x21 + x31 - x13 - 2*x23 - x33;

    gradientInX <= gradientMem mod 256;
end process SobelOperator;
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  • 0

    正如@Paebbels在评论中建议的那样，很可能gradientMem的范围不足以处理操作的输出 .

    需要注意的是：在整数运算中，中间范围（大部分）被认为是32b有符号，并且在赋值中检查范围 . 这为合成工具提供了很多推测，并且可以产生比最佳设计大得多的设计 .

    为了克服这个问题，ieee.numeric_std.all用于未签名和签名的类型和操作 . 这给出了中间矢量长度的绝对控制 . 这也迫使您了解正在进行的加法，减法，乘法等操作，这通常有助于RTL设计 .

    但是，需要注意的是，在矢量形式中，使用两者中最长的中间矢量长度成对地评估操作 .

    例如：

    process
    variable i1      : integer range 0 to 15 := 15;
    variable i2      : integer range 0 to 15 := 9;
    variable i3      : integer range 0 to 15 := 11;
    variable i4      : integer range 0 to 31 := 2;
    variable iSum    : integer range 0 to 63;
    variable u1      : unsigned(3 downto 0) := to_unsigned(15,4);
    variable u2      : unsigned(3 downto 0) := to_unsigned(9,4);
    variable u3      : unsigned(3 downto 0) := to_unsigned(11,4);
    variable u4      : unsigned(5 downto 0) := to_unsigned(2,6);
    variable uSum    : unsigned(5 downto 0);
  begin
    iSum := i1 + i2 + i3 + i4;
    uSum := u1 + u2 + u3 + u4;
    write(output, "int: " & to_string(iSum) & lf &
                  "us : " & to_string(to_integer(uSum)) & lf);
    wait;
  end process;

    得到：

    #int：37＃us：5

    使用括号解决了问题：

    uSum := (u1 + (u2 + (u3 + u4)));
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  • 1

    错误位于流程 SobelOperator : process(gradientMem) 的敏感度列表中 . 这里必须是影响结果信号的信号，换句话说，这是一个过程敏感的信号列表 . 所以应该有 x11 ， x21 ， x31 ， x13 ， x23 和 x33 ，如 SobelOperator : process(x11, x21, x31, x13, x23, x33)

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