VHDL中Avalon组件寄存器数据传递至fir_parralel实体报错解决

问题场景 #

开发Avalon内存映射组件时，试图将寄存器数组regs直接传递给fir_parralel实体的coeff端口，尽管确认两者尺寸匹配，但编译仍报错。

相关代码 #

实例化代码（报错版本） #

fir_instance : fir_parralel 
        generic map(
            ...
        )
        port map(
            ... -- 其他端口映射
            coeff   => regs(N_OF_REGS - 1 downto COEFF_ADDRESS)(COEFF_WIDTH - 1 downto 0)
        );

寄存器数组定义 #

type fir_array is array(natural range <>) of std_logic_vector; -- 二维数组类型
signal regs: fir_array(N_OF_REGS-1 downto 0)(31 downto 0) := (others =>(others => '0'));

fir_parralel实体端口定义 #

entity fir_parralel is
    generic(
        TAPS            : natural range 8 to 64   := 50; -- 最大抽头数
        INPUT_WIDTH     : natural range 8 to 25   := 16; -- 输入输出数据位宽
        COEFF_WIDTH     : natural range 8 to 18   := 16; -- 滤波器系数位宽
        OUTPUT_WIDTH    : natural range 8 to 43   := 16
    );
    port(
        clk     : in std_logic;
        reset   : in std_logic;
        enable  : in std_logic;
        tapset  : in integer range 0 to TAPS := TAPS; -- 实际使用的抽头数
        input   : in std_logic_vector(INPUT_WIDTH-1 downto 0);
        output  : out std_logic_vector(OUTPUT_WIDTH-1 downto 0); 
        coeff   : in fir_array(TAPS - 1 downto 0)(COEFF_WIDTH - 1 downto 0) -- 系数数组端口
    );
end fir_parralel;

编译错误信息 #

Error (10453): VHDL error at fir_parralel_avalon_interface.vhd(120): right bound (0) of slice must belong to range (54 downto 5) of corresponding object

Error (10346): VHDL error at fir_parralel_avalon_interface.vhd(106): formal port or parameter "coeff" must have actual or default value

解决方法 #

直接的数组切片映射不符合VHDL类型匹配规则，需通过generate语句逐个元素完成映射：

1. 定义与coeff端口类型一致的中间信号：

signal coefficients : fir_array(TAPS - 1 downto 0)(COEFF_WIDTH - 1 downto 0);

2. 使用generate语句完成寄存器到中间信号的元素级映射：

coefficient_gen: for i in 0 to TAPS-1 generate
    coefficients(i) <= regs(i + COEFF_ADDRESS)(COEFF_WIDTH-1 downto 0);
end generate coefficient_gen;

3. 实例化时将中间信号连接到coeff端口：

fir_instance : fir_parralel 
        generic map(
            ...
        )
        port map(
            ... -- 其他端口映射
            coeff   => coefficients
        );

通过上述步骤即可解决类型匹配的编译错误，完成寄存器数据到FIR系数端口的正确传递。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者cyborgdennett