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【FPGA初级】4选一数据选择器的verilog实现（含testbench与波形）

mugeweilaikeqi 2023-07-27 原文

分类

数据选择器

数据选择器，可根据给定的输入地址代码，从一组输入信号中选出指定的一个，送至输出端。
四选一数据选择器，从四个端口中任意选择一个，送至输出端。设定四个端口为din[0]、din[1]、din[2]、din[3]，表示四个端口需要两个选择信号（22 =4），设为del[0]、del[1]，将输出信号设为dout。

verilog实现

代码如下

module MUX(
din,
sel,
dout

);

input[3:0] din;//四个端口，故位宽为4
input[1:0] sel;//两个选择信号，故位宽为2
output dout;
reg dout;

always @(*)begin

if(sel==2'b00)
   
	dout=din[0];
	
if(sel==2'b01)
   
	dout=din[1];
	
if(sel==2'b10)
   
	dout=din[2];

if(sel==2'b11)
   
   dout=din[3];
	
end


endmodule

testbench

代码如下

`timescale 1ns/1ns
module MUX_test;   //MUX_test为测试文件名字

reg [3:0]din;      //输入信号对应reg类型
reg [1:0]sel;
wire dout;         //输出信号对应wire类型

MUX u_MUX(        //MUX为被例化的模块名，u_MUX为例化模块名
    .din(din),    //括号外为被例化的端口名，括号内为例化端口名
	 .sel(sel),
	 .dout(dout)

);

//以下四个always颇为巧妙，具体看下方解释
always # 10 din[0]=~din[0];
always # 20 din[1]=~din[1];
always # 40 din[2]=~din[2];
always # 80 din[3]=~din[3];

initial
       begin
		    sel=1'b0;
			 din=4'b0;
			 #160 $stop;
		 end
always #10 sel=sel+1;//din的值10ns变换一次，故而将sel的每一个值延时10ns

endmodule

四个always实现了din四个端口的值从0000变化到了1111，如下表所示

时间变化信号变化din
0无0000
10nsdin[0]取反0001
20nsdin[0]取反，din[1]取反0010
30nsdin[0]取反0011
40nsdin[0]取反，din[1]取反，din[2]取反0100
50nsdin[0]取反0101
60nsdin[0]取反，din[1]取反0110
70nsdin[0]取反0111
80nsdin[0]取反，din[1]取反，din[2]取反，din[3]取反1000
90nsdin[0]取反1001
100nsdin[0]取反，din[1]取反1010
110nsdin[0]取反1011
120nsdin[0]取反，din[1]取反，din[2]取反1100
130nsdin[0]取反1101
140nsdin[0]取反，din[1]取反1110
150nsdin[0]取反1111

使得din的值有多种取值并无多意，只想体现del的选择功能，无论din的值如何，由del的值决定输出哪个端口，也可以将din的值固定为一个值，也可以体现选择功能。

del的值与端口号的对应如下:

deldout
00din[0]
01din[1]
10din[2]
11din[3]

假定某时din的值为1101，而此时del的值为10，故而din[2]为输出端口，输出的值与din的值无关，但波形图一致（输出与被选端口的波形）。

波形图如下：

对准一个时间段，可观察到被选定的端口号的波形，与输出波形一致。

以上均为学习笔记，若有错误，欢迎大家指出，一定积极讨论并予以改正

testbenchverilogspanclasstokenfpga开发

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