使用 VHDL 的 4 位 ALU 显示错误：运算符“+”（“-”、“*”和“/”）没有函数声明答案

【问题标题】：4-bit ALU using VHDL showing error: no function declarations for operator "+" ("-", "*",and "/")使用 VHDL 的 4 位 ALU 显示错误：运算符“+”（“-”、“*”和“/”）没有函数声明
【发布时间】：2018-09-10 13:39:39
【问题描述】：

当我使用 ghdl 编译这段代码时，它会产生错误。

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.numeric_std.all;


entity alu is

 generic ( constant N: natural := 1 );     

       port( a,b : in std_logic_vector(3 downto 0);
             sel : in std_logic_vector(3 downto 0);
             y : out std_logic_vector(3 downto 0);
             x: out std_logic_vector(7 downto 0);
             cout : out std_logic);
end alu;


architecture behavioral of alu is
signal rslt : std_logic_vector(3 downto 0);
signal tmp :  std_logic_vector(4 downto 0);
begin


process(a,b,sel)


begin

case sel is

        when "0000"=>

         rslt<= a + b;        -- Line 33
         when "0001"=>
         rslt<= a - b;        -- Line 35
          when "0010"=>
          x<= (unsigned(a)) * (unsigned(b)); -- Line 37
          when "0011"=>
          x<=(unsigned(a)) / (unsigned(b));   -- Line 39
          when "0100"=>
         rslt<=std_logic_vector(unsigned(a) sll N);
          when "0101"=>
         rslt<=std_logic_vector(unsigned(a) srl N);
         when "0110"=>
         rslt<=std_logic_vector(unsigned(a) rol N);
          when "0111"=>
         rslt<=std_logic_vector(unsigned(a) ror N);
          when "1000"=>
         rslt<= a and b;
          when "1001"=>
         rslt<= a or b;
           when "1010"=>
         rslt<= a xor b;
           when "1011"=>
         rslt<= a xnor b;
           when "1100"=>
         rslt<= a nand b;
           when "1101"=>
         rslt<= a nor b;
            when "1110"=>
               if (a > b) then
                     rslt<= "0001";
                else
                    rslt<="0000";
                end if;
          when "1111"=>
               if (a = b)then
                    rslt<="0001";
               else
                    rslt<="0000";
               end if;
          when others=> 
                 rslt<= "0000";
       end case;
   end process;

y<=rslt;
tmp<= ('0' & a) + ('0' & b);     -- Line 78
cout<=tmp(4);
end behavioral;

ghdl -a alu.vhdl
alu.vhdl:33:19:error: 运算符“+”没有函数声明
alu.vhdl:35:19:error: 没有操作符“-”的函数声明
alu.vhdl:37:29:error: 没有操作符“*”的函数声明
alu.vhdl:39:28:error: 运算符“/”没有函数声明
alu.vhdl:78:17:error: no function declarations for operator "+"

在使用无符号算术时，如何使这些运算符可用？

【问题讨论】：

欢迎来到 StackOverflow。我建议更好地格式化您的错误并进一步解释您要达到的目标。无论如何，看看这个post，因为您似乎在理解 VHDL 如何支持向量运算方面遇到了问题。
-2008 修订包 numeric_std_unsigned 提供对 std_logic_vector 值的算术运算（被视为无符号，由 delirium 的链接 Synopsys std_logic_unsigned 和 std_logic_arith 提供的功能的超集，既不是标准的一部分）。还有对相关运算符的操作数的类型转换以及分配给 std_logic_vector 的返回值的类型转换。您可以使用无符号类型的端口和中间信号来表示二进制数，而无需更改或添加 use 子句并删除类型转换。
no function declarations for operator的可能重复
您似乎在不知道代码的作用的情况下复制了代码。我这么说是因为您的代码包含您自己问题的答案。

标签： vhdl alu ghdl

【解决方案1】：

欢迎使用 Stackoverflow。您显然对类型语言不是很熟悉。 VHDL 是一种类型化语言，其中变量、信号、常量具有类型，如bit、integer、std_logic_vector(3 downto 0) 或unsigned(3 downto 0)。这些类型定义了什么可以做，什么不能做。

默认情况下，您不能添加两个std_logic_vector(3 downto 0) 并得到同样是std_logic_vector(3 downto 0) 的结果。这就是您尝试对rslt<= a + b; 执行的操作。编译器只是告诉您没有这样的"+" 运算符可见。
rslt<= a - b; 与 "-" 运算符相同。
x<= (unsigned(a)) * (unsigned(b)); 稍微好一点，因为您没有尝试将两个 std_logic_vector(3 downto 0) 相乘。您改为将它们转换为 unsigned(3 downto 0)。不错的选择，因为ieee.numeric_std 包为unsigned(...) 类型重载了"*" 运算符。不幸的是，您尝试将结果分配给std_logic_vector(7 downto 0)，而ieee.numeric_std."*" 运算符返回unsigned(7 downto 0)。因此，编译器再次抱怨它没有找到合适的"*" 运算符。注意：括号不是必需的。你可以直接写unsigned(a) * unsigned(b)。
其他错误作为练习没有解释。

我建议您再次阅读您的 VHDL 书籍并了解什么是类型，std_logic_vector(...) 和 unsigned(...) 类型默认定义了哪些类型的操作，以及您的两个包在相同类型上定义了哪些额外操作声明（ieee.std_logic_1164 和 ieee.numeric_std）。

【讨论】：