【问题标题】：How can I write unsigned type to file in VHDL?如何将无符号类型写入 VHDL 文件？
【发布时间】：2015-07-17 20:55:05
【问题描述】：

我有一些 48 位无符号数字，我想从我的 VHDL 测试台写入文件。不幸的是，我过去一直这样做的方式，转换为整数，不适用于大于 32 位的数字。

这是我一直使用小于 32 位的数字的方法。

write(L=>result_line, value=>to_integer(unsigned(C_combo_out)));

这是我想做的，但不支持无符号类型。

write(L=>result_line, value=>unsigned(C_combo_out));

C_combo_out 是一个 48 位 std_logic_vector，表示一个无符号整数。注意，我真的想要输出文件中的数字，而不是“1”和“0”的字符串。

【问题讨论】：

抱歉，我的解决方案存在一些问题。我将 log10ceil 更改为 div_ceil(length, 3) 以近似结果长度。修剪前导零的版本已上传到PoC.Strings

标签： vhdl

【解决方案1】：

所以你需要以 10 为底的数字？

导出大量以 16 为基的数字非常简单，尤其是在其他工具或语言对您的输出进行后处理时。以 10 为底且大于 2**31 的数需要特殊处理。

您可以使用double dabble algorithmn 将如此大的数字转换为 BCD 表示，然后将 BCD 数字转换为 ASCII 以进行文件导出。

这应该将大的 std_logic_vectors 转换为十进制数：

function raw_format_slv_dec(slv : STD_LOGIC_VECTOR) return STRING is
  function div_ceil(a : NATURAL; b : POSITIVE) return NATURAL is  -- calculates: ceil(a / b)
  begin
    return (a + (b - 1)) / b;
  end function;

  variable Result     : STRING(1 to div_ceil(slv'length, 3));

  subtype TT_BCD      is INTEGER range 0 to 31;
  type TT_BCD_VECTOR  is array(natural range <>) of TT_BCD;

  variable Temp   : TT_BCD_VECTOR(div_ceil(slv'length, 3) - 1 downto 0)    := (others => 0);
  variable Carry  : T_UINT_8;

begin
  for i in slv'range loop
    if (slv(i) = '0') then
      Carry      := 0;
    else
      Carry      := 1;
    end if;
    for j in Temp'reverse_range loop
      Temp(j)    := Temp(j) * 2 + Carry;
      if (Temp(j) > 9) then
        Carry    := 1;
        Temp(j)  := Temp(j) - 10;
      else
        Carry    := 0;
      end if;
    end loop;
  end loop;

  for i in Result'range loop
    Result(i)    := CHARACTER'val(to_integer(Temp(Temp'high - i + 1)));
  end loop;

  -- trim leading zeros, except the last
  return Result;
end function;

扩展版已上传至PoC's strings package。

附录：在 PoC.strings 包上运行测试台

PoC-Library 带有测试平台，因此您可以从控制台运行它。有4个简单的步骤，需要执行：

Download PoC
配置您喜欢的模拟器工具链：
```
cd <PoCRoot>
./poc.sh --configure
```
Setup: 从模板<PoCRoot>/src/common/my_project.vhdl.template 在<PoCRoot>/tb/common/ 中创建一个my_project.vhdl。使用该文件配置两个常量。

Run the simulation:

cd <PoCRoot>/tb
./testbench.sh --isim PoC.common.strings -g

如果您在没有-g 的情况下运行模拟，它应该如下所示：

（可点击）

如果您使用选项 -g 运行模拟，它将在 GUI 模式下运行，如下所示：

（可点击）

更多信息：
- List of used files
- Testbench

如果您还有其他问题，请参阅AUTHORS 文件并直接与我或我的同事联系。

【讨论】：

Paebbels，该功能非常聪明，但设计用于描述数字逻辑的语言肯定有更直接的方式来打印以 10 为底的大数。64 位数字并不罕见。
在我看来，没有其他或更短的方法，因为VHDL无法处理2^31-1以上的数字。我从来没有说过64位数字很少见，但是以十进制导出大于2^32的数字是不寻常的，因此存在十六进制格式...
好吧，我尝试使用你的 PoC 库来获得以十进制格式将大数字打印到文件的能力，但我从来没有让你的 raw_format_slv_dec() 函数在我的模拟中工作。我收到了关于索引超出范围的各种运行时错误。您是否有一个工作示例，可以将此函数与 write() 函数一起使用？
@Pedro_Uno 我用附录扩展了我的答案，关于如何运行 PoC 的测试平台以及如何运行字符串测试平台。 GitHub 上的 wiki 页面是新的，所以请忽略我的错误或报告这些错误，以便我修复它们:)。
[rant alert] 我真的很惊讶数字设计工具在过去 20 年中改进的速度如此缓慢。必须停止摆弄这些低级 HDL。即使是中型 FPGA 现在也是巨大的。必须花一天时间才能弄清楚如何将 48 位无符号十进制数写入文本文件这一事实是可耻的。 write() 函数应该在 15 年前被重载以处理有符号和无符号类型。需要有一种更好的方法来将新功能向上游推送到工具中，就像 gnu 和 linux 一样。我厌倦了所有这些摆弄。