多路选择器与多路分解器文档格式.docx

1、 input iD, input 1:0 iSel, output reg oQ ）;always （*） case （iSel） 2b00 : oQ = iA;b01 : oQ = iB;b10 : oQ = iC;b11 : oQ = iD; endcaseendmodule第1016行，使用case语句来实现4选1多路选择器。因为是2n个case选项，所以此处没有使用default语句。下面我会使用一个3选1的多路选择器来说明default的作用。图1.1 4选1多路选择器的RTL视图由图1.1所示，在2n个case选项时，没有加上default语句，其综合的结果为并行的MUX。代码1.

2、2 4选1多路选择器testbench（不可综合，仅用于仿真）module multiplexer_tb;reg i_a, i_b, i_c, i_d;reg 1:0 i_sel;wire o_q; initial begin i_a = 1; i_b = 0; i_c = 0; i_d = 0; #20 i_a = 1; i_c = 1; i_d = 1; #20 i_a = 0; i_b = 1;end i_sel = 2b00; #20 i_sel = 2b01;b10;b11; #20 $stop;multiplexer multiplexer_inst（ .iA （i_a）, .iB

3、 （i_b）, .iC （i_c）, .iD （i_d）, .iSel （i_sel）, .oQ （o_q） 第35行声明了一些变量，使用的标准为：映射为所需测试模块的输入信号，即需要使用initial或always来给出激励，因此多声明为reg类型；而映射为所需测试模块的输出信号，不需要激励，声明为wire类型即可。第21行，$stop表示仿真在此时刻终止。更多$打头的函数，请参考Verilog语法书。#20 $stop;图1.2 4选1多路选择器的功能仿真波形图1.3 4选1多路选择器的门级仿真波形由图1.2和图1.3所示，在2n个case选项时，没有加上default语句，其功能仿真和门

4、级仿真保持一致。1.1.2 怎么多出个锁存器？此处以3选1多路选择器为例。代码1.3 3选1多路选择器1（可综合）图1.4 3选1多路选择器1的RTL视图如图1.4所示，综合出来了锁存器。下面我们讨论如何消除这个锁存器。方法1 加（* full_case *）修饰代码1.4 3选1多路选择器2（可综合） （* full_case *） case （iSel）第10行，加（* full_case *）修饰，强制综合成full case。（* full_case *） case （iSel）图1.5 3选1多路选择器2的RTL视图方法2 使用default语句代码1.5 3选1多路选择器3（可综合

5、） default: oQ = 1b0;第14行，加上default语句，来描述缺省动作。图1.6 3选1多路选择器3的RTL视图方法3 在敏感列表后，赋初值代码1.6 3选1多路选择器4（可综合）always （*）beginend注意第917，在代码1.3的基础上，于敏感列表之后，加入oQ的初值。图1.7 3选1多路选择器4的RTL视图方法123的比较代码1.7 3选1多路选择器的testbench（不可综合，仅用于仿真）reg i_a, i_b, i_c; i_a = 0; #20 i_a = 1bx; i_b = 1 i_c = 1bxx;图1.8 方法1的功能仿真波形图1.9 方法1

6、的门级仿真波形由图1.8和图1.9所示，虽然方法1加了（* full_case *）修饰后，3选1多路选择器的综合结果没有产生锁存器，但是其功能仿真波形却当作锁存器来处理，而其门级仿真波形则是当作无关项来处理。即方法1，其前后仿真结果是不一致的。至于其他的特点，本文暂不讨论。想要了解更多full case的信息，请阅读参考2。图1.10 方法2的功能仿真波形图1.11 方法2的门级仿真波形如图1.10和1.11所示，方法2使用了default语句，其前后仿真和综合的RTL视图一致。萧鸿森大哥提醒我们：正确的做法是，default指定输出0或者某个选项。图1.12 方法3的功能仿真波形图1.13

7、 方法3的门级仿真波形如图1.12和1.13所示，方法3在敏感列表后，赋初值也可以很好解决锁存器的问题。1.1.3 结论虽然方法123都可以解决锁存器的问题，但是：方法1的前后仿真结果不同；方法3的其他特点暂时没有研究。因此此处只推荐大家使用方法2，即要实现并行的mux，当case选项不是2n个的时候，加上default指定输出0或某个选项是最安全的（虽然Verilog语法没有强制加入default）。1.2 带优先级的多路选择器1.2.1 使用if-else-if描述代码1.8 使用if-else-if描述的3选1多路选择器（可综合） if （iSel = 2b0） else if （iSel = 2b01） else第915行，使用if-else-if描述带优先级的多路选择器。有人看到我的代码会有一点小疑问？为什么always块没有加begin-end的。其实呢这个begin-end就相当于C语言里面的，与C语言类似，当后面的语句条数为1时，可以省略begin-end。而if-else-if恰好为一个完整的语句。图1.14 使用if-else-if描述的3选1多路选择器的RTL视图1.2.2 使用“: ?”描述既然使用if-else-if可以描述带优先级的多路选择器，那么使用“:”当然也是可行的。代码1.9