Функция clogb2(), сгенерированная vivado, не может синтезироваться с ошибкой ограничения цикла

Вы также можете попробовать другой путь. Хотя логика с плавающей запятой не поддерживается (хотя поддержка увеличивается), она разрешена для внутренних вычислений и тому подобного. (По крайней мере, Xilinx и Altera/Intel).

Попробуй это:

use ieee.math_real.all;

function ceillog2(input : positive) return natural is
begin
    return integer(ceil(log2(real(input))));
end function;

Попробуйте ограничить диапазон ввода, например:

function clogb2 (bit_depth : integer range 1 to 32) return integer is

Кроме того, если Vivado генерирует код, который не может скомпилировать, это ошибка, о которой вы должны сообщить на форумах Xilinx.

Наконец я нашел решение, которое работает, переписав функцию с большим регистром:

function clogb2 (bit_depth : integer) return integer is
 begin
     case bit_depth is
         when 0 to 2             => return( 1);
         when (2** 1)+1 to 2** 2 => return( 2);
         when (2** 2)+1 to 2** 3 => return( 3);
         when (2** 3)+1 to 2** 4 => return( 4);
         when (2** 4)+1 to 2** 5 => return( 5);
         when (2** 5)+1 to 2** 6 => return( 6);
         when (2** 6)+1 to 2** 7 => return( 7);
         when (2** 7)+1 to 2** 8 => return( 8);
         when (2** 8)+1 to 2** 9 => return( 9);
         when (2** 9)+1 to 2**10 => return(10);
         when (2**10)+1 to 2**11 => return(11);
         when (2**11)+1 to 2**12 => return(12);
         when (2**12)+1 to 2**13 => return(13);
         when (2**13)+1 to 2**14 => return(14);
         when (2**14)+1 to 2**15 => return(15);
         when (2**15)+1 to 2**16 => return(16);
         when (2**16)+1 to 2**17 => return(17);
         when (2**17)+1 to 2**18 => return(18);
         when (2**18)+1 to 2**19 => return(19);
         when (2**19)+1 to 2**20 => return(20);
         when (2**20)+1 to 2**21 => return(21);
         when (2**21)+1 to 2**22 => return(22);
         when (2**22)+1 to 2**23 => return(23);
         when (2**23)+1 to 2**24 => return(24);
         when (2**24)+1 to 2**25 => return(25);
         when (2**25)+1 to 2**26 => return(26);
         when (2**26)+1 to 2**27 => return(27);
         when (2**27)+1 to 2**28 => return(28);
         when (2**28)+1 to 2**29 => return(29);
         when (2**29)+1 to 2**30 => return(30);
         when (2**30)+1 to (2**31)-1 => return(31);
         when others => return(0);
     end case;
 end;

С этой странной структурой кода, которая работает в синтезе и моделировании.

Эта рекурсивная версия синтезирует:

function clogb2 (bit_depth : integer) return integer is 
  begin
    if bit_depth <= 1 then
      return 0;
    else
      return clogb2(bit_depth / 2) + 1;
    end if;
  end function clogb2;

Вы можете использовать его для измерения других вещей, например

entity counter is
  generic (max_count : POSITIVE);
  port (clock, reset : in  std_logic;
        Q            : out std_logic_vector(clogb2(max_count) downto 0)  
       );
end;

или вы можете использовать его как комбинационную логику:

process (I)
begin
  O <= clogb2(I);
end process;

Кстати: вам лучше использовать целочисленный подтип для ввода:

function clogb2 (bit_depth : positive) return integer is 
--                               ^
--                               |