VHDLのLoopとExit構文をマスター：実践ガイド

前回のチュートリアルでは、wait for 文によるタイミング遅延とプロセスループを扱いました。今度は、コードを一度実行してから特定の条件が満たされるまでブロックを繰り返す、VHDLの核心的な構造である loop 文に焦点を当てます。

プロセスは無限に実行できますが、多くの場合、優雅に抜け出せる制御されたループが必要です。VHDLの loop 文はその最もシンプルな形であり、exit が遭遇するまで終了しません。

シンプルなループの構文

loop
  -- 文
end loop;

各 exit は、それが存在する最も内側のループを即座に抜け出し、あらゆるループタイプで使用できます。

演習

このチュートリアルでは、基本的なループを構築し、1回の反復後に抜ける方法を示します。

サンプルコード

entity T03_LoopTb is end entity;
architecture sim of T03_LoopTb is
begin
  process is
  begin
    report "Hello!";
    loop
      report "Peekaboo!";
      exit; -- 最初の反復後に抜ける
    end loop;
    report "Goodbye!";
    wait; -- プロセスを無期限に休止
  end process;
end architecture;

シミュレーション出力（ModelSim）

VSIM 2> run
# ** Note: Hello!
# Time: 0 ns Iteration: 0 Instance: /t03_looptb
# ** Note: Peekaboo!
# Time: 0 ns Iteration: 0 Instance: /t03_looptb
# ** Note: Goodbye!
# Time: 0 ns Iteration: 0 Instance: /t03_looptb

コンソールはすべてのメッセージが0 nsで発生していることを示し、wait 以外の文はシミュレーション時間を消費しないことを確認できます。exit 文は1回の反復後にループを停止し、その後プロセスは最終的な wait に達してアイドル状態になります。

解説

タイムスタンプを調べると、正確な実行順序がわかります：report "Hello!" → report "Peekaboo!" → exit → report "Goodbye!"。この例は、複雑なステートマシンに頼らず、loop と exit でフローを制御する方法を示しています。

重要なポイント

loop は exit が呼び出されるまで実行される無限ループを作成。
exit はネストレベルに関係なく、現在のループを即座に終了。

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VHDLのForループ完全ガイド：実践的な使い方 VHDLのWait-For文で実行を遅延させる

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