VHDLのコメントアウト方法と活用10選

-- これは単一行コメントです
entity example is
    port (
        clk : in std_logic;  -- クロック信号
        rst : in std_logic;  -- リセット信号
        data_in : in std_logic_vector(7 downto 0);  -- 8ビット入力データ
        data_out : out std_logic_vector(7 downto 0)  -- 8ビット出力データ
    );
end entity example;

architecture rtl of example is
    signal temp : std_logic_vector(7 downto 0);
begin
    /* これは複数行コメントです
       処理の概要：
       1. データを一時的に保存
       2. 次のクロックエッジでデータを出力 */
    process(clk, rst)
    begin
        if rst = '1' then
            temp <= (others => '0');  -- リセット時はtempを0クリア
        elsif rising_edge(clk) then
            temp <= data_in;  -- クロック立ち上がりでデータを保存
        end if;
    end process;

    data_out <= temp;  -- 保存されたデータを出力に接続
end architecture rtl;

entity state_machine is
    port (
        clk : in std_logic;
        rst : in std_logic;
        input : in std_logic_vector(3 downto 0);
        output : out std_logic_vector(3 downto 0)
    );
end entity state_machine;

architecture behavioral of state_machine is
    type state_type is (IDLE, PROCESS, OUTPUT, ERROR);
    signal current_state, next_state : state_type;

begin
    /* 状態マシンの概要
       ----------------
       この状態マシンは4つの状態を持ち、以下のように動作します：

       1. IDLE状態: システムの初期状態。入力待ちの状態です。
          - 有効な入力を受け取るとPROCESS状態に遷移
          - 無効な入力を受け取るとERROR状態に遷移

       2. PROCESS状態: 入力データの処理を行う状態。
          - 処理が完了するとOUTPUT状態に遷移
          - エラーが発生するとERROR状態に遷移

       3. OUTPUT状態: 処理結果を出力する状態。
          - 出力完了後、自動的にIDLE状態に戻る

       4. ERROR状態: エラー処理を行う状態。
          - エラー処理完了後、手動リセットによりIDLE状態に戻る

       注意: 各状態の遷移条件や詳細な処理内容は、
             以下のプロセス内のコメントを参照してください。
    */

    -- 状態遷移プロセス
    process(clk, rst)
    begin
        if rst = '1' then
            current_state <= IDLE;
        elsif rising_edge(clk) then
            current_state <= next_state;
        end if;
    end process;

    -- 次状態と出力決定プロセス
    process(current_state, input)
    begin
        case current_state is
            when IDLE =>
                -- IDLE状態の処理
                -- (詳細な実装は省略)
            when PROCESS =>
                -- PROCESS状態の処理
                -- (詳細な実装は省略)
            when OUTPUT =>
                -- OUTPUT状態の処理
                -- (詳細な実装は省略)
            when ERROR =>
                -- ERROR状態の処理
                -- (詳細な実装は省略)
        end case;
    end process;

end architecture behavioral;

library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
use IEEE.NUMERIC_STD.ALL;

entity fir_filter is
    port (
        clk : in std_logic;
        rst : in std_logic;
        x_in : in signed(15 downto 0);  -- 16ビット入力信号
        y_out : out signed(15 downto 0)  -- 16ビット出力信号
    );
end entity fir_filter;

architecture behavioral of fir_filter is
    -- フィルタ係数の定義（例：ローパスフィルタ）
    type coeff_array is array (0 to 3) of signed(15 downto 0);
    constant coeff : coeff_array := (
        to_signed(8192, 16),  -- 0.25 in Q15形式
        to_signed(16384, 16), -- 0.5 in Q15形式
        to_signed(16384, 16), -- 0.5 in Q15形式
        to_signed(8192, 16)   -- 0.25 in Q15形式
    );

    -- 入力信号のバッファ
    type buffer_array is array (0 to 3) of signed(15 downto 0);
    signal x_buffer : buffer_array;

begin
    -- メインプロセス：フィルタリング処理
    process(clk, rst)
        variable acc : signed(31 downto 0);  -- 32ビットアキュムレータ
    begin
        if rst = '1' then
            -- リセット時の処理
            x_buffer <= (others => (others => '0'));
            y_out <= (others => '0');
        elsif rising_edge(clk) then
            -- 入力信号のシフト処理
            for i in 3 downto 1 loop
                x_buffer(i) <= x_buffer(i-1);
            end loop;
            x_buffer(0) <= x_in;

            -- フィルタリング計算
            acc := (others => '0');
            for i in 0 to 3 loop
                acc := acc + (x_buffer(i) * coeff(i));
            end loop;

            -- 出力信号の生成（上位16ビットを使用）
            y_out <= acc(31 downto 16);
        end if;
    end process;

end architecture behavioral;

library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
use IEEE.NUMERIC_STD.ALL;

entity debug_counter is
    port (
        clk : in std_logic;
        rst : in std_logic;
        enable : in std_logic;
        count : out std_logic_vector(7 downto 0)
    );
end entity debug_counter;

architecture behavioral of debug_counter is
    signal counter : unsigned(7 downto 0);

    -- デバッグ用の信号
    signal debug_overflow : std_logic;
    signal debug_half_count : std_logic;

begin
    process(clk, rst)
    begin
        if rst = '1' then
            counter <= (others => '0');
            debug_overflow <= '0';
            debug_half_count <= '0';
        elsif rising_edge(clk) then
            if enable = '1' then
                -- カウンタのインクリメント
                counter <= counter + 1;

                -- DEBUG: オーバーフロー検出
                if counter = 255 then
                    debug_overflow <= '1';
                else
                    debug_overflow <= '0';
                end if;

                -- DEBUG: カウンタが半分に達したことを検出
                if counter = 128 then
                    debug_half_count <= '1';
                else
                    debug_half_count <= '0';
                end if;
            end if;
        end if;
    end process;

    -- DEBUG: カウンタの値を出力に接続
    count <= std_logic_vector(counter);

    -- DEBUG: シミュレーション中に特定の条件をチェック
    -- synthesis translate_off
    process
    begin
        wait until rising_edge(clk);
        if debug_overflow = '1' then
            report "DEBUG: カウンタがオーバーフローしました" severity note;
        end if;
        if debug_half_count = '1' then
            report "DEBUG: カウンタが半分に達しました" severity note;
        end if;
    end process;
    -- synthesis translate_on

end architecture behavioral;

library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

entity parity_generator is
    port (
        data_in : in std_logic_vector(7 downto 0);
        parity_type : in std_logic;  -- '0' for even, '1' for odd
        parity_out : out std_logic
    );
end entity parity_generator;

architecture behavioral of parity_generator is
    signal parity_calc : std_logic;
begin
    -- パリティ計算プロセス
    process(data_in)
        variable temp : std_logic;
    begin
        temp := '0';
        for i in data_in'range loop
            temp := temp xor data_in(i);
        end loop;
        parity_calc <= temp;
    end process;

    -- パリティ出力選択プロセス
    process(parity_calc, parity_type)
    begin
        -- 通常の偶数/奇数パリティ選択
        parity_out <= parity_calc xor parity_type;

        -- 実験的な新しいパリティ生成ロジック
        -- (一時的に無効化)
        /*
        if parity_type = '0' then
            -- 偶数パリティの場合、データの最下位ビットを使用
            parity_out <= data_in(0);
        else
            -- 奇数パリティの場合、データの最上位ビットを使用
            parity_out <= data_in(7);
        end if;
        */
    end process;

    -- デバッグ用の追加チェック
    -- synthesis translate_off
    process(data_in, parity_type, parity_out)
    begin
        -- パリティ一貫性チェック
        -- コメントアウトされたコードを有効にする場合は、
        -- このチェックも無効化する必要があります
        /*
        if (parity_type = '0' and (parity_out /= data_in(0))) or
           (parity_type = '1' and (parity_out /= data_in(7))) then
            report "警告: パリティ出力が一貫していません" severity warning;
        end if;
        */
    end process;
    -- synthesis translate_on

end architecture behavioral;

VHDLの単一行コメント例:
-- VHDLの単一行コメント

Verilogの単一行コメント例:
// Verilogの単一行コメント

両言語の複数行コメント例:
/*
複数行コメントは
両言語で同じ記法を使用します
*/

-- 半加算器の VHDL 実装
library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

entity half_adder is
    port (
        a, b : in std_logic;  -- 入力ビット
        sum : out std_logic;  -- 和
        carry : out std_logic -- キャリー
    );
end entity half_adder;

architecture behavioral of half_adder is
begin
    /* [VHDL to Verilog] 
       Verilogでは assign 文を使用して
       組み合わせ論理を記述します */
    sum <= a xor b;  -- 排他的論理和
    carry <= a and b;  -- 論理積
end architecture behavioral;

// 半加算器の Verilog 実装
module half_adder(
    input a, b,     // 入力ビット
    output sum,     // 和
    output carry    // キャリー
);

    /* [Verilog to VHDL] 
       VHDLでは architecture 内で
       信号の割り当てを行います */
    assign sum = a ^ b;    // 排他的論理和
    assign carry = a & b;  // 論理積

endmodule

a | b | sum | carry
------------------
0 | 0 |  0  |   0
0 | 1 |  1  |   0
1 | 0 |  1  |   0
1 | 1 |  0  |   1

library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

entity conditional_compile is
    port (
        clk : in std_logic;
        reset : in std_logic;
        data_in : in std_logic_vector(7 downto 0);
        data_out : out std_logic_vector(7 downto 0)
    );
end entity conditional_compile;

architecture behavioral of conditional_compile is
    constant DEBUG_MODE : boolean := true;  -- デバッグモードフラグ
begin
    process(clk, reset)
    begin
        if reset = '1' then
            data_out <= (others => '0');
        elsif rising_edge(clk) then
            data_out <= data_in;

            -- pragma translate_off
            if DEBUG_MODE then
                report "データ入力: " & to_string(data_in);
            end if;
            -- pragma translate_on
        end if;
    end process;

    -- pragma synthesis_off
    -- シミュレーション時のみ使用される追加ロジック
    process(clk)
    begin
        if rising_edge(clk) then
            assert data_out /= "11111111" report "警告: 全ビットが1になっています" severity warning;
        end if;
    end process;
    -- pragma synthesis_on
end architecture behavioral;

library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
use IEEE.NUMERIC_STD.ALL;

-------------------------------------------------------------------------------
-- エンティティ名: multi_developer_example
-- 作成者: 開発者A
-- 作成日: 2024-08-17
-- 最終更新: 2024-08-17
-- 説明: 複数開発者向けコメントガイドラインの例
-------------------------------------------------------------------------------
entity multi_developer_example is
    port (
        clk : in std_logic;
        reset : in std_logic;
        data_in : in std_logic_vector(7 downto 0);
        data_out : out std_logic_vector(7 downto 0)
    );
end entity multi_developer_example;

architecture behavioral of multi_developer_example is
    -- 内部信号の定義
    signal temp_data : std_logic_vector(7 downto 0);

    -- 定数の定義
    constant MAX_COUNT : integer := 255;

    -- タイプの定義
    type state_type is (IDLE, PROCESS, OUTPUT);
    signal current_state : state_type;
begin
    -- メインプロセス
    -- 担当: 開発者B
    -- 機能: データの処理と状態管理
    main_process: process(clk, reset)
    begin
        if reset = '1' then
            current_state <= IDLE;
            temp_data <= (others => '0');
        elsif rising_edge(clk) then
            case current_state is
                when IDLE =>
                    -- TODO: 初期化ロジックの追加 (担当: 開発者C)
                    current_state <= PROCESS;

                when PROCESS =>
                    -- FIXME: データ処理ロジックの最適化 (担当: 開発者B)
                    temp_data <= data_in;
                    current_state <= OUTPUT;

                when OUTPUT =>
                    data_out <= temp_data;
                    current_state <= IDLE;
            end case;
        end if;
    end process main_process;

    -- 【重要】このブロックは今後大きな変更が予定されています。
    -- 変更予定日: 2024-09-01 (担当: 開発者D)
    output_process: process(temp_data)
    begin
        -- 出力ロジック (現在は単純な受け渡し)
        data_out <= temp_data;
    end process output_process;

end architecture behavioral;

library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
use IEEE.NUMERIC_STD.ALL;

entity crc_calculator is
    port (
        clk : in std_logic;
        reset : in std_logic;
        data_in : in std_logic_vector(7 downto 0);
        data_valid : in std_logic;
        crc_out : out std_logic_vector(15 downto 0)
    );
end entity crc_calculator;

architecture behavioral of crc_calculator is
    -- CRC-16-CCITT多項式: x^16 + x^12 + x^5 + 1
    constant CRC_POLY : std_logic_vector(15 downto 0) := x"1021";
    signal crc_reg : std_logic_vector(15 downto 0);

begin
    crc_process: process(clk, reset)
        variable crc_next : std_logic_vector(15 downto 0);
        variable data_bit : std_logic;
    begin
        if reset = '1' then
            crc_reg <= (others => '1');  -- CRCレジスタを初期化
        elsif rising_edge(clk) then
            if data_valid = '1' then
                -- 8ビットの入力データを1ビットずつ処理
                for i in 0 to 7 loop
                    data_bit := data_in(7-i);

                    -- CRC計算のコアロジック
                    -- 1. 最上位ビットとデータビットのXOR
                    -- 2. CRCレジスタを左シフト
                    -- 3. 条件に応じてCRC多項式とXOR
                    if (crc_reg(15) xor data_bit) = '1' then
                        crc_next := (crc_reg(14 downto 0) & '0') xor CRC_POLY;
                    else
                        crc_next := crc_reg(14 downto 0) & '0';
                    end if;

                    crc_reg <= crc_next;
                end loop;
            end if;
        end if;
    end process crc_process;

    crc_out <= not crc_reg;  -- 最終的なCRC値は反転して出力
end architecture behavioral;

-- テストベンチの一部
stimulus: process
begin
    wait for 10 ns;
    reset <= '1';
    wait for 10 ns;
    reset <= '0';

    -- テストデータ: "Hello"
    data_in <= x"48";  -- 'H'
    data_valid <= '1';
    wait for 10 ns;
    data_in <= x"65";  -- 'e'
    wait for 10 ns;
    data_in <= x"6C";  -- 'l'
    wait for 10 ns;
    data_in <= x"6C";  -- 'l'
    wait for 10 ns;
    data_in <= x"6F";  -- 'o'
    wait for 10 ns;
    data_valid <= '0';

    wait;
end process stimulus;

library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
use IEEE.NUMERIC_STD.ALL;

entity adder is
    port (
        a, b : in std_logic_vector(3 downto 0);
        sum : out std_logic_vector(4 downto 0)
    );
end entity adder;

architecture behavioral of adder is
begin
    sum <= std_logic_vector(unsigned('0' & a) + unsigned('0' & b));
end architecture behavioral;

-- テストケース
/*
TESTCASE 1: 基本的な加算
入力: a = "0001", b = "0010"
期待出力: sum = "00011"

TESTCASE 2: キャリー発生
入力: a = "1111", b = "0001"
期待出力: sum = "10000"

TESTCASE 3: ゼロ加算
入力: a = "0000", b = "0000"
期待出力: sum = "00000"

TESTCASE 4: 最大値加算
入力: a = "1111", b = "1111"
期待出力: sum = "11110"
*/

-- テストベンチエンティティ
entity adder_tb is
end entity adder_tb;

architecture testbench of adder_tb is
    signal a, b : std_logic_vector(3 downto 0);
    signal sum : std_logic_vector(4 downto 0);

    component adder is
        port (
            a, b : in std_logic_vector(3 downto 0);
            sum : out std_logic_vector(4 downto 0)
        );
    end component adder;

begin
    -- デバイス・アンダー・テスト (DUT)
    dut: adder port map (a => a, b => b, sum => sum);

    -- テストプロセス
    test_process: process
        procedure check_result(a_val, b_val: std_logic_vector(3 downto 0); expected: std_logic_vector(4 downto 0)) is
        begin
            a <= a_val;
            b <= b_val;
            wait for 10 ns;
            assert sum = expected report "テスト失敗: " & 
                "a=" & to_string(a) & ", b=" & to_string(b) & 
                ", 期待値=" & to_string(expected) & ", 実際=" & to_string(sum)
                severity error;
        end procedure check_result;
    begin
        -- TESTCASE 1
        check_result("0001", "0010", "00011");

        -- TESTCASE 2
        check_result("1111", "0001", "10000");

        -- TESTCASE 3
        check_result("0000", "0000", "00000");

        -- TESTCASE 4
        check_result("1111", "1111", "11110");

        report "全てのテストが完了しました";
        wait;
    end process test_process;

end architecture testbench;

# vsim work.adder_tb
# Run -all
# ** Note: 全てのテストが完了しました
#    Time: 40 ns  Iteration: 0  Instance: /adder_tb
# ** Note: VHDL Simulator is finishing

entity example is
    port (
        clk : in std_logic;
        /* 複数行コメントの開始
        data_in : in std_logic_vector(7 downto 0);
        -- コメントが閉じられていない
    );
end entity example;

signal counter : integer := 0; -- カウンター初期化
/* 複数行コメント開始
   -- 単一行コメント（ネストされたコメント）
   カウンターの増加ロジック */
counter <= counter + 1;

process(clk)
begin
    if rising_edge(clk) then
        -- if condition1 = '1' then
            -- 実行したいコード
        -- end if;
        if condition2 = '1' then
            -- 別の条件での処理
        end if;
    end if;
end process;

-- この信号は非常に重要で、システム全体の動作に大きな影響を与えます。
-- 具体的には、A, B, C, ... （延々と続く長文）... を制御します。
-- さらに、X, Y, Z ... （さらに続く）... にも関連しています。
signal critical_signal : std_logic;

-- 重要：この信号の詳細な仕様については設計書Section 3.2を参照
signal critical_signal : std_logic;