[VHDL]为什么求和循环中需要一个辅助变量

Question

我编写了一个对浮点数组的内容求和的过程。该数组的长度为 6，具有相同的值 6 次，即 0.5。所以数组的和是3.0.

过程是这样的：

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;

结果是 1.5..

但是，如果我使用辅助值，它会起作用，结果是 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;

我似乎不明白为什么会这样。有人可以解释一下吗？

另外，sum_aux初始化0.0需要在begin里面完成，否则结果不正确。是不是只有begin里面的代码被执行了多次？

Answer 1

以相反的顺序回答这些问题：

行 sum_aux := to_float(0.0); 是必需的，因为如果没有这一行，变量将保留上次处理运行时设置的值。请记住，您的求和线看起来像 sum_aux := sum_aux +，因此如果不进行重置，它只会变得越来越大。

你的第一个例子不工作，因为信号分配只安排在下一个增量周期发生，它们实际上并没有在到达时发生。在所有进程在当前循环中有运行之后，将发生另一个增量循环。

考虑到这一点，您的 'sum' 只是继续安排 0.0 + 0.5 的相同添加，然后安排当前值的分配 array_sum 到 result。我希望有以下顺序：

观察到第一个时钟边沿。 0.0 + 0.5 评估了 n 次。进程中特定信号的最终分配优先，因此这些结果中的最后一个 (0.5) 被安排。此时 array_sum 仍然是 0.0。
计划为 result 分配此值 0.0。
进程结束；预定的信号分配现在开始。
观察到下一个时钟边沿。 0.5 + 0.5 评估了 n 次。这些结果中的最后一个 (1.0) 已安排。此时 array_sum 仍然是 0.5。
给result赋值0.5。
进程结束；预定的信号分配现在开始。

等等。然后我希望 result 在每个后续时钟边沿上继续增加 0.5。

[VHDL]为什么求和循环中需要一个辅助变量

[VHDL]Why the need for an auxiliary variable in sum loop

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