VHDL 的一個(gè)強(qiáng)大功能是用庫(kù)來(lái)組織 RTL 的不同部分。通過(guò)使用庫(kù)，不同的設(shè)計(jì)人員可以做這個(gè)工程中自己負(fù)責(zé)的那部分工作，而不必?fù)?dān)心會(huì)在命名方面與其他設(shè)計(jì)師發(fā)生沖突。在例化期間，這可以通過(guò)手動(dòng)指定要使用的庫(kù)或者通過(guò)配置語(yǔ)句來(lái)完成。

例如，已經(jīng)在一個(gè)名為“my_lib1”的庫(kù)中創(chuàng)建并編譯了一個(gè)名為“bottom”的實(shí)體。

編譯到任何庫(kù)中的頂層可以輕松地通過(guò)直接實(shí)體例化來(lái)引用底層：

u0 : entity my_lib1.bottom port map (in1 => in1, out1 => out1);

通過(guò)采用上面的編碼方式，需要哪個(gè)版本的底層就顯而易見(jiàn)了。“my_lib1”庫(kù)中的版本是正確無(wú)誤的版本。

一個(gè)常見(jiàn)的誤解與何時(shí)使用名為“work”的庫(kù)有關(guān)。許多設(shè)計(jì)師將“work”用作庫(kù)，假設(shè)它與其他庫(kù)一樣，是一個(gè)物理庫(kù)。但情況并非如此。名為“work”的庫(kù)在 VHDL 中的用法比較特殊。

它不是一個(gè)物理庫(kù)，實(shí)際上它指的是“當(dāng)前庫(kù)”。

當(dāng)一個(gè)文件被編譯到一個(gè)特定的庫(kù)中，然后被告知從“work”中獲取邏輯時(shí)，它不會(huì)在名為“work”的物理庫(kù)查找，而是會(huì)在例化的文件被編譯到的庫(kù)中查找。這一點(diǎn)可以通過(guò)幾個(gè)例子來(lái)展示。

實(shí)例 #1

在此示例中，有三個(gè)文件，top.vhd、bottom1.vhd 和 bottom2.vhd。 Top.vhd 是設(shè)計(jì)中的頂層，例化了一個(gè)名為“bottom”的實(shí)體。底層的兩個(gè)文件都有一個(gè)名為“bottom”的實(shí)體。在 bottom1.vhd 中，有一個(gè)輸出是由一個(gè)通過(guò)反相器過(guò)驅(qū)動(dòng)的的輸出。在 bottom2.vhd,中，輸出直接由輸入驅(qū)動(dòng)。

頂層被編譯到名為 y_lib1、bottom1.vhd 的庫(kù)中（也在 my_lib1 庫(kù)中），而且，bottom2.vhd 在名為 my_lib2 的庫(kù)里。

在頂層，例化看起來(lái)類(lèi)似于以下內(nèi)容：

u0 : entity work.bottom port map (in1=> in1, out1 => out1);

查看詳細(xì)視圖，該示意圖如下所示：

這正是我們期待看到的結(jié)果。更重要的是，當(dāng)使用相同的建立運(yùn)行仿真時(shí)，波形圖如下例所示：

接下來(lái)，如果 top.vhd 文件的庫(kù)從 my_lib1 轉(zhuǎn)換到 my_lib2，則對(duì)詳細(xì)視圖所做的更改如下所示：

并且，仿真波形圖也會(huì)發(fā)生變化：

這正是我們預(yù)期的結(jié)果。因?yàn)?top.vhd 文件在 my_lib2 中，并且在實(shí)體例化中使用了“work”，所以它將從 my_lib2 中獲取底層。

示例 #2

此示例將顯示假設(shè)“work”是物理庫(kù)所帶來(lái)的危險(xiǎn)。這是與示例#1 類(lèi)似的測(cè)試。在此示例中，top.vhd 和 bottom1.vhd 將被編譯到“my_lib1”庫(kù)中，bottom2.vhd 將被編譯到名為“work”的庫(kù)中。

與前面的示例一樣，頂層例化底部，如下所示：

u0: entity work.bottom port map (in1 => in1, out1 => out1)

這個(gè)設(shè)計(jì)的詳細(xì)視圖類(lèi)似于以下示例：

仿真如下所示：

因此，即使 bottom2.vhd 已被編譯為一個(gè)名為“work”的物理庫(kù)，并且頂層由“work”庫(kù)例化了底部，但該工具仍然會(huì)使用 bottom1.vhd 中與top.vhd 編譯到同一個(gè)庫(kù)中的行為。

Vivado 默認(rèn)庫(kù)：

默認(rèn)情況下，將 VHDL 文件輸入 Vivado 工程時(shí)，該工具會(huì)將這些文件放入一個(gè)名為“xil_defaultlib”的庫(kù)中。這樣做的原因是讓只使用庫(kù)的用戶(hù)能夠輕松地將舊的工程移植到 VHDL 中，同時(shí)還能幫助設(shè)置有更多組合結(jié)構(gòu)的用戶(hù)以恰當(dāng)?shù)姆绞皆?Vivado 中對(duì)他們的工程進(jìn)行設(shè)置。

結(jié)論:

選擇 VHDL 文件的庫(kù)名時(shí)應(yīng)小心。雖然名為“work”的庫(kù)是許多工程公用的庫(kù)名，但該工具處理這個(gè)庫(kù)名的方式與處理其他庫(kù)名的方式略有不同。如果將頂層文件編譯到不同的庫(kù)中并引用“work”，那么它就不會(huì)從名為“work”的物理庫(kù)中獲取行為。如果這不是所期望的，就可能會(huì)導(dǎo)致混亂的行為。

我的建議是永遠(yuǎn)不要使用“work”庫(kù)。相反，在例化較低層時(shí)，始終應(yīng)指定要使用的庫(kù)。

審核編輯：湯梓紅