LOOP循环语句

5.4.3　LOOP循环语句

循环语句，常用于描述有规则的迭代运算或产生有规律的激励。LOOP循环有迭代循环FOR LOOP、条件循环WHILE LOOP和无限循环INFINITE LOOP。下面逐一进行介绍。

FOR LOOP

FOR LOOP是一个有限迭代循环。其语法格式为：

“循环标号”是可选项，用于标识该循环。该循环由“循环变量”控制循环次数，“范围”给出的是循环变量依次可取的离散值，执行此循环时，“循环变量”每从“范围”中取一值，循环就执行一次，当“循环变量”取尽“范围”限定的所有值，则循环终止。注意，循环变量的默认取值是整数类型，一般不需要申明，可直接使用，另外，FOR LOOP中循环变量在循环体内可读，不可写。如例5-18所示。

【例5-18】FOR LOOP示例

上例完成的是将d_in(3)～d_in(0)赋值给q_out(0)～q_out(3)的有序循环。程序中循环变量“i”确实未作变量申明，也可直接使用，依次取值3，2，1，0，实现循环控制。

WHILE LOOP

WHILE 循环是一有限条件循环。其基本格式为：

“循环标号”是可选项，用于标识该循环。执行此循环时先判断循环变量是否满足〈条件〉，条件为真则执行一轮循环，条件为假则循环结束。如例5-19所示。

【例5-19】WHILE LOOP示例

此例中WHILE LOOP实现的是对data逐位进行异或的操作，该程序常用于数据的奇偶校验。需要注意的是，WHILE LOOP中的循环变量需要申明，而且其变化规律需要在循环体内部指定，在本例中i每循环一次就自加1，设计者可以根据自己的需要将循环变量的变化规律定为“i:=i+2”,“i:=i*3”等。

INFINITE LOOP

INFINITE LOOP是没有循环变量的无限循环体，其基本语法格式为：

从LOOP至 END LOOP 组成一个循环体。与FOR LOOP、WHILE LOOP相同，LOOP前的“循环标号”是可选项，用于标识该循环。循环体内包含若干顺序语句，一旦开始执行此循环，这些顺序语句将周而复始地执行。如例5-20所示。

【例5-20】INFINITE LOOP

此例使用了一个无条件循环gen，其目的是生成一个周期为100ns的时钟，该程序已通过了编译，但在仿真过程中，仿真时刻始终处在0时刻，没有仿真波形，这是为什么呢？

前面已经介绍过，进程的执行分为执行阶段和信号更新阶段，只有在进程执行结束时，才会更新信号的值，仿真时刻也才会前进。在例5-20中，gen循环是无条件无限循环，使得进程始终处于执行阶段，故仿真时刻一直停留在0时刻，无法得到正确的仿真波形。

为了解决这个问题，可以在无条件无限循环中，加入一条循环控制语句，如例5-21所示，就可得到如图5.6所示的仿真波形。

【例5-21】EXIT语句的应用示例

图5.6　例5-21的仿真波形

EXIT语句有两种形式：

或

第一种形式为无条件退出；第二种形式是有条件退出，仅当＜条件＞为真时才退出。若未指定“循环标号”，则退出当前循环，若指定了循环标号，则退出循环标号所指定的循环，所以可以在多层循环的内层直接跳到任一指定的循环。如例5-22所示。

【例5-22】条件EXIT的应用示例

在该例中，当loop1第一次循环后k的值为11，大于10即跳出外层循环loop2，执行“q＜=k”，所以进程执行完毕后，q的值为11。若将语句“EXIT loop2 WHEN k＞10;”换为“EXIT loop1 WHEN k＞10;”或“EXIT　WHEN k＞10;”，则得到的“q”值为110。由此可以看出，EXIT语句的应用是非常灵活的，在使用时要谨慎，避免出错。

当程序需要处理保护、出错和警告状态时，也可使用EXIT语句为其提供快捷、简便的调试方法。

能在循环体内控制循环的语句，除了EXIT语句外还有NEXT语句。和EXIT语句一样，NEXT语句也位于循环体内的“顺序语句”中，对循环体的执行进行调控。NEXT语句也有两种形式，其语法格式为：

NEXT　[循环标号];

或

NEXT　[循环标号] WHEN〈条件〉;

该语句用在LOOP语句内部。它无条件地或有条件地中止当前循环迭代并开始下一次循环。若标号缺省，则NEXT 语句作用于当前循环，进入外层循环；若指定标号，则转至指定的循环继续运行。在有条件跳转中，仅当＜条件＞为真时，才跳转。如例5-23所示。

【例5-23】NEXT 语句的应用示例

ENTITY next_loop IS

上例中，当loop1循环执行一次后，k=11，所以在loop1的第二次执行中，遇到“NEXT loop2 WHEN k＞10”时，就结束了loop1循环，没有执行“k:=k+1”的操作，而是直接转至“loop2:LOOP”继续运行。该程序执行的结果q为101。

实际上，EXIT不但可以在INFINITE LOOP内使用，还可在FOR LOOP和WHILE LOOP中使用。