Verilog入门训练 —二选一数据选择器
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二选一数据选择器目录一:数据选择器的基本原理 (3)二电路逻辑功能 (2)2.1 电路逻辑图 (2)2.2真值表与表达式 (3)2.3电路设计及仿真 (3)三版图设计 (5)3.1总体版图设计及DRC验证 (5)3.1.1数据选择器版图设计步骤 (5)3.1.2版图验证 (8)3.2版图仿真 (9)四数据选择器版图LVS对比 (10)五结论及体会 (12)一:数据选择器的基本原理数据选择器是指经过选择,把多个通道的数据传送到唯一的公共数据通道上去,实现数据选择功能的逻辑电路称为数据选择器。
它的作用相当于多个输入的单刀多掷开关,其示意图如下:图1 n位通道选择信号数据选择器除了可以实现一些组合逻辑功能以外,还可以做分时多路传输电路、函数发生器及数码比较器等。
常见的数据选择器有4选1、8选1、16选1电路。
在多路数据传送过程中,能够根据需要将其中任意一路选出来的电路,叫做数据选择器数据选择器(MUX)的逻辑功能是在地址选择信号的控制下,从多路数据中选择一路数据作为输出信号下图所示为二选一数据选择器原理图,a,b为输入端,sel为控制端,out为输出端图1-1数据选择器原理图二电路逻辑功能2.1 电路逻辑图=+(S是数据选择控制端,S为0时选择A,为1时选S择B)Y SA SB要实现2选1选择器,逻辑电路图如下所示图2-1数据选择器逻辑电路图2.2真值表与表达式二选一数据选择器逻辑表达式为:Y SA SB =+根据逻辑表达式所列真值表如下图所示图2-2数据选择器真值表图2.3电路设计及仿真根据原理电路图并使用S-Edit 软件设计出数据选择器的电路图及对应符号图如下:S A B Y 01 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0图2-3数据选择器符号图根据符号图并使用S-Edit软件设计出的数据选择器电路图如下所示图2-4数据选择器电路图导出的SPICE文件,如下图所示图2-5 spice文件加载包含文件,如下图所示图2-6 加载后的SPICE文件在其基础上进行仿真:下图从上到下依次为Y. S B A,结合逻辑表达式及真值表可知,电路为正确的图2-7 模拟波形仿真图三版图设计3.1总体版图设计及DRC验证3.1.1数据选择器版图设计步骤(1)新建文件夹:在电脑本地磁盘新建文件夹,文件夹名为shuju。
实验一二选一数据选择器VHDL设计Quartus II 6.0开发环境与EDA实验箱使用一实验目的1.熟悉在Quartus II 6.0环境下原理图输入方法。
2.熟悉Quartus II 6.0环境下编辑、编译综合、仿真的操作方法。
3、掌握利用EDA软件进行电路设计的详细流程;4、熟悉EDA实验箱的基本使用方法。
学会对实验板上的FPGA/CPLD进行编程下载,硬件验证自己的设计项目。
二实验仪器PC机、Quartus II 6.0软件三实验内容1.详细解读教材117页。
2.在QuartusⅡ上输入该设计的原理图,并进行编辑、编译、综合、适配、仿真。
3.给出其所有信号的时序仿真波形。
四实验原理及步骤1.启动Quartus II 6.0软件在桌面上双击Quartus II 6.0图标或者在开始—>所有程序—>Altera—> Quartus II 6.0,如下图2.建立工作库文件夹及工程任何一次设计都是一项工程(Project),所有此工程相关的所有设计文件都需要放在同一个文件夹里。
不同的设计放在不同的文件夹中。
在E盘下建立一个存放本次设计的工程文件夹,比如“shiyan1”。
注意不要使用中文文件夹,文件夹的存放路径也不要包含中文。
注意本实验室计算机C盘和D盘是重启后复原,不要将任何文件和文件夹放置在桌面或者C、D盘下。
初次打开Quartus II 6.0,会有如图提示:选择是的情况下,首先是新工程向导:介绍下一步下一步下一步,选择目标芯片,首先在Family栏选择ACEX1K系列,然后选择此系列的具体芯片:EP1K30TC144-3。
注意不要选成了EP1K30TC144-3。
下一步就点完成。
3.建立文本程序文件选择File菜单下的New或者直接点击工具栏中的新建图标,选择新建文件类型为VHDL File。
接下来另存文件:保存时需更改文件名与项目名称一样,注意保存在同一个工程文件夹下面。
实验一二选一数据选择器VHDL设计Quartus II 6.0开发环境与EDA实验箱使用一实验目的1.熟悉在Quartus II 6.0环境下原理图输入方法。
2.熟悉Quartus II 6.0环境下编辑、编译综合、仿真的操作方法。
3、掌握利用EDA软件进行电路设计的详细流程;4、熟悉EDA实验箱的基本使用方法。
学会对实验板上的FPGA/CPLD进行编程下载,硬件验证自己的设计项目。
二实验仪器PC机、Quartus II 6.0软件三实验内容1.详细解读教材117页。
2.在QuartusⅡ上输入该设计的原理图,并进行编辑、编译、综合、适配、仿真。
3.给出其所有信号的时序仿真波形。
四实验原理及步骤1.启动Quartus II 6.0软件在桌面上双击Quartus II 6.0图标或者在开始—>所有程序—>Altera—> Quartus II 6.0,如下图2.建立工作库文件夹及工程任何一次设计都是一项工程(Project),所有此工程相关的所有设计文件都需要放在同一个文件夹里。
不同的设计放在不同的文件夹中。
在E盘下建立一个存放本次设计的工程文件夹,比如“shiyan1”。
注意不要使用中文文件夹,文件夹的存放路径也不要包含中文。
注意本实验室计算机C盘和D盘是重启后复原,不要将任何文件和文件夹放置在桌面或者C、D盘下。
初次打开Quartus II 6.0,会有如图提示:选择是的情况下,首先是新工程向导:介绍下一步下一步下一步,选择目标芯片,首先在Family栏选择ACEX1K系列,然后选择此系列的具体芯片:EP1K30TC144-3。
注意不要选成了EP1K30TC144-3。
下一步就点完成。
3.建立文本程序文件选择File菜单下的New或者直接点击工具栏中的新建图标,选择新建文件类型为VHDL File。
接下来另存文件:保存时需更改文件名与项目名称一样,注意保存在同一个工程文件夹下面。
实验3 多路选择器的设计
一、实验目的
1.熟练掌握多路选择器的设计方法
2.熟悉门级描述的编程方法;
二、实验内容
1.编写程序实现2选1的多路选择器
2.编写程序实现8选1的数据选择器
三、实验要求
1.根据参考内容,用Verilog HDL语言设计多路选择器。
2.用Quartus II或Modelsim 对其进行功能或时序进行波形仿真验证;
3.下载到FPGA开发板验证;
四、实验环境
Quartus Ⅱ
五、实验原理
数据选择是指经过选择,把多个通道的数据传送到唯一的公共数据通道上去。
实现数据选择功能的逻辑电路称为数据选择器,它的作用相当于多个输入的单刀多掷开关。
二选一数据选择器的原理框图如图1,真值表见图2。
六、 实验步骤
(1)打开Quartus II 新建工程,并进行相关配置; (2)添加Verilog HDL 文件,编辑代码; (3)编译、代码综合与波形仿真; (4)下载程序至FPGA 开发板。
图2 选1数据选择器真值表
图1 2选1数据选择器原理图
图3 8选1数据选择器原理图
七、实验程序(或者电路图)
八、实验结果
2选1数据选择器RTL
8选1数据选择器RTL
2选1数据选择器波形图仿真
8选1数据选择器波形图仿真
九、实验结果讨论
(结合实验过程、实验结果或老师的提出问题自行讨论)。