《VHDL 数字电路设计教程》电工版/第11章：函数和过程

        函数（FUNCTION）和过程（PROCEDURE）统称为子程序，且两者与进程（PROCESS）的结构特征十分相似，内部包含的都是顺序描述语句，如IF，CASE和LOOP等（注意：FUNCTION和PROCEDURE中不允许使用WAIT语句）。

        从应用的角度来说，它们的目的都是储存常用的VHDL代码，以达到代码重用和共享的目的。但是，PROCESS是直接在主代码中使用，而FUNCTION或PROCEDURE是为了建库而使用。

11.1  函数

    一个函数（FUNCTION）就是一段顺序描述的代码。而且，在函数中禁止使用WAIT语句、进行信号的声明和元件实例化。

• 函数体

function function_name[(
	parameter_list1;    --输入参数
	parameter_list2;
	...
	parameter_listN)]
	return data_type is
	[声明]
begin
	(顺序描述代码)
end function_name;

  parameter_list格式：[CONSTANT]  常量名：data_type；（关键字CONSTANT可以省略）

                                            SIGNAL        信号名：data_type；

        函数的输入参数（parameter_list）可以是常量（省略即默认）或信号，但不能是变量，且参数的个数可以是任意的，甚至可以不包含参数。参数的类型（data_type）可以是任意一种可综合的数据类型（布尔、标准逻辑、整数等），但不能指定取值范围。

        另外，函数只有一个返回值，这个返回值的类型由RETURN后面的数据类型指定。

• 函数的调用

        函数可以单独构成表达式，也可以作为表达式的一部分被调用。

--例：positive_edge()函数
--------------------函数体：------------------
function positive_edge(
	signal	s:	std_logic
)
	return boolean is
begin
	return(s'event and s = '1');
end positive_edge;
-------------------函数调用：-----------------
...
if positive_edge(clk) then...
...
---------------------------------------------

• 函数的存放

        函数及过程的典型存放位置如下图所示。注意，当函数被存放在PACKAGE中时，必须在PACKAGE BODY中进行函数的代码描述。

11.2 过程

        过程与函数类似，主要差别在于过程可以具有多个返回值。 

• 过程的定义

procedure 过程名[(
	参数列表        --输入和输出参数
)]	is
	[声明]
begin
	(顺序描述语句)
end 过程名;

parameter_list格式：（包含输入输出参数）

                                         [constant]   常量名：  模式类型；

                                         signal          信号名：  模式类型；

                                         variable       变量名：  模式类型；

        其中，模式类型可以是：in，out或inout。而且，对于输入模式（in）的参数，默认为常量；对于输出模式（out或inout）的参数，默认为变量。

        另外，过程与函数类似，都禁止使用WAIT语句、进行信号的声明和元件实例化。但如果一个过程（PROCEDURE）在一个进程（PROCESS）中进行了声明，那么其内部可以声明信号。

        此外，除了WAIT语句以外的任何边沿检测在过程中都是不可综合的。（即，与函数相比较，一个可综合的过程内部不能包含或隐含寄存器。）

• 过程的调用

        函数的调用相当于一个表达式的一部分，而过程的调用相当于一个表达式或执行语句。

• 过程的存放

        过程代码的存放位置与函数类似。

11.3 函数与过程小结

	函数（FUNCTION）	过程(PROCEDURE)
输入参数	任意个，常量（默认）或信号。	输入模式（IN）的参数，默认为常量。	多个输入、输出或双向参数，可以是信号、变量或常量。
输出参数	1个返回值。	输出模式（OUT或INOUT）的参数，默认为变量。
存放位置	PACKAGE（PACKAGE BODY中存放函数或过程的功能描述代码）、主代码（ENTITY或ARCHITECTURE中）
调用	表达式的一部分	表达式或执行语句
禁用（不可综合）	WAIT语句、信号声明、元件实例化	WAIT语句、信号声明、元件实例化、任何边沿检测	如果一个过程在一个PROCESS中进行了声明，其内部可以声明信号。

11.4 断言（ASSERT）语句

        ASSERT语句是不可综合的（不会消耗硬件资源），它的作用是将仿真过程中发现的问题通过屏幕显示等方法指出来。

其语法格式如下：

assert condition
[report "message"]
[severity severity_level]

        严重程度的等级可以划分为：注意（Note）、警告（Warning）、错误（Error）和失败（Failure），其中“错误”是默认的。当判断条件（condition）值为假（FALSE）时，就会显示message。