[VHDL]爲什麼在sum循環中需要一個輔助變量

Question

我寫了一個對浮點數組內容進行求和的進程。該陣列長度爲6，具有相同的值6次，0.5。所以數組的總和是3.0。

的過程是這樣的：

signal array_sum : float32 := to_float(0.0); 
begin 
.... 

sum_proc:process(clk) 
begin 
    if(rising_edge(clk)) then 
     for i in 0 to size_array - 1 loop 
      array_sum <= array_sum + array_float(i); 
     end loop; 
    result <= array_sum; 
    end if; 
end process; 

這樣做的結果是1.5 ..

但是如果我使用輔助值，它的工作原理，其結果是3.0：

sum_proc:process(clk) 
    variable sum_aux : float32; 
begin 
    sum_aux := to_float(0.0); 
    if(rising_edge(clk)) then 
     for i in 0 to size_array - 1 loop 
      sum_aux := sum_aux + array_float(i); 
     end loop; 
    result <= sum_aux; 
    end if; 
end process; 

我似乎無法理解爲什麼發生這種情況。有人可以解釋嗎？

此外，sum_aux初始化爲0.0需要在開始內完成，否則結果不正確。這是因爲只有begin內的代碼被執行多次？

Answer 1

要回答以相反的順序這些問題：

線sum_aux := to_float(0.0);是必需的，因爲如果沒有這個，變量將保持設定的最後一次運行過程中的價值。請記住，你的總和線看起來像sum_aux := sum_aux +，所以沒有重置，它會變得越來越大。

您的第一個示例不起作用，因爲信號分配僅安排在下一個增量循環中進行，它們在到達時不會實際發生。所有進程在當前週期運行後將發生另一個增量循環。

考慮到這一點，你的「和」只是不斷安排同另外的0.0 + 0.5，那麼array_sum的當前值的分配調度result之前。我期望以下序列：

1. 觀察到第一個時鐘沿。 0.0 + 0.5評價n次。該過程中特定信號的最終分配優先，所以這些結果中的最後一個（0.5）被安排。 array_sum現在仍然是0.0。
2. result計劃分配此值0.0。
3. 過程結束;預定的信號分配現在發生。
4. 觀察下一個時鐘沿。 0.5 + 0.5評估n次。這些結果中的最後一個（1.0）已計劃。 array_sum現在仍然是0.5。
5. result分配此值0.5。
6. 過程結束;預定的信號分配現在發生。

等等。然後我會期望result在每個後續時鐘邊沿上繼續增加0.5。