对于数据取反，通常需要加入use ieee.std_logic_signed.all程序包。这里举例，对8位宽的数据进行取反操作。

library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
use ieee.std_logic_arith.all;
use ieee.std_logic_signed.all;


entity top is
	port(
		clk         : in std_logic;
		rst         : in std_logic;
		din         : in std_logic_vector(7 downto 0);
		dout        : out std_logic_vector(7 downto 0)
	);
end top;

architecture Behavioral of top is

begin

	process(clk,rst)
	begin
		if rst = '1' then
			dout <= (others => '0');
		elsif rising_edge(clk)  then
			dout <= -din;
		end if;
	end process;
	
end Behavioral;

添加testbench，对代码仿真。

module tst_top;

	// Inputs
	reg clk;
	reg rst;
	reg [7:0] din;

	// Outputs
	wire [7:0] dout;

	// Instantiate the Unit Under Test (UUT)
	top uut (
		.clk(clk), 
		.rst(rst), 
		.din(din), 
		.dout(dout)
	);

	initial begin
		// Initialize Inputs
		clk = 0;
		rst = 1;
		din = 8'd0;

		// Wait 100 ns for global reset to finish
		#100;
                rst = 0;

	end
      
	always @(posedge clk)
	begin
		din <= din + 1;
	end 
	
	always #5 clk =~clk;
endmodule

设计对渐加数取反，在Modelsim上观察仿真结果

现象：根据仿真结果看，在输入10000000(-128)时，输出为10000000(-128)，结果出错。

分析出错原因：8位有符号数的表示范围为-128~127，无法表示128，所以溢出导致出错。

解决方法：判断输入数据是否为10000000。是，输出127；否，直接取反。