cnt <= (others => '0'); の意味教えて下さい

VHDL 2008のソースリストを読んでいるところですが、以下のプログラムの意味がわからないので教えて下さい。５０MHzのクロックから１MHのクロックい分周する回路の一部です。
　CLK_WIDTH は分周比５０という値を示す５ビットの定数（？）です。

C言語なら理解できるので、C言語で書き直す（？）としたらどのようなコードに対応するのでしょうか？
具体的には、cnt <= (others => '0');で　cnt にどんな値が代入されるのでしょう？
なお、
　<= はコンカレント代入文
　:= はシーケンシャル代入文
といった違いは理解しています。
よろしくお願いします

process( S_AXI_ACLK ) is
begin
　if (rising_edge (S_AXI_ACLK)) then
　 if ( S_AXI_ARESETN = '0' ) then
　　 cnt <= (others => '0');
　　 div <= (others => '0');
　 else
　　 if ( div = CLK_WIDTH ) then
　　　 div <= (others => '0');
　　　 cnt <= cnt + 1;
　　 else
　　　 div <= div + 1;
　　 end if;

No.1 ベストアンサー 回答者： spookyaction 回答日時： 2021/07/25 16:00

私はほとんどVerilogしか使わないので、VHDLにそれほど詳しいわけではないけど、この場合のOthersはその名の通り「その他」の意味です。

あなたのコードではわかりにくいので、別の例を出すと以下の文はすべて同じことです。
cnt <= ( 4=>'1', 3 down to 1=>'0', 0=>'1')；
cnt <= '10001'；
cnt <= (4=>'1', 0=>'1', others=>'0')；

これを見ればわかるけど、5ビットのcntがあって、明確に値が与えられている要素（indexが０と４の要素）以外のインデックスがothersと表現されます。

であなたのコードではcntのどの要素にも明示的に値が与えられていないので、others=>'0'ですべてのビットに０が与えられる、つまりカウンタの全ビットが０に初期化されているということです。

VHDLのようなハードウェア記述言語はその性格上すべてがビット単位で処理されます。だからカウンター値でもわざわざ５ビットの配列にしなければならないのだけど、Ｃは高級言語なので同じことをするのなら単に、
int cnt = 0;
でいいと思います。

この回答へのお礼

ありがとうございます

>Ｃは高級言語なので同じことをするのなら単に、
>int cnt = 0;
>でいいと思います。

なるほど。 (others => '0')は、（変数のビット数に関係なく）全ビットが０という意味ですね、

ということは、
signal cnt : std_logic_vector(7 downto 0); -- 0 ~ 256 @ 1MHz
signal div : std_logic_vector(5 downto 0); -- 0 ~ DIV(49)
と宣言されているので、
　　 cnt <= (others => '0');
　　 div <= (others => '0');
は
　　 cnt <= '00000000';
　　 div <= '000000';
ということですね。

お礼日時：2021/07/25 17:16

No.2 回答者： spookyaction 回答日時： 2021/07/25 16:12

件のコードをＣで置き換えるなら...

クロック(S_AXI_ACLK)の立ち上がりをどうＣ言語で表現するかはこれだけではなんといえないので端折るけど、if文内でやっていることは以下のような感じです。

if(S_AXI_ARESETN == 0) {
cnt = 0;
div = 0;
}
else {
if(div == CLK_WIDTH) {
div = 0;
cnt++;
}
else {
div++;
}
}

divは、それが５０に達したら０にリセットされるフリーランニングのカウンタで、cntはクロックのカウント数が50, 100, 150, 200、....と５０の倍数になるたびにカウントアップされる。

この回答へのお礼

再度の回答ありがとうございます

C言語にするとよく理解できますね。
ようするに、
　S_AXI_ARESETNがリセット信号で
　クロック(S_AXI_ACLK)の立ち上がりで６ビットの内部カウンタdivをカウントアップ
　50クロック毎に、８ビットの外部カウンタ　cnt をカウントアップ
ということですね。

お礼日時：2021/07/25 17:16