软硬件实现二选一逻辑器

使用两种方式实现二选一逻辑选择器。一种方法是基于multisim仿真实现;另外一种是基于FPGA+Modelsim实现。

01目标

设计并实现 2 选 1 多路选择器,它的功能是通过选通控制信号 A确定选通 B 路或 C路作为信号输出。当选通控制信号 A为 1 时,信号输出为 C路信号;当选通控制信号 A 为 0时,信号输出为B 路信号。

02真值表

使用multisim自带的逻辑变换器实现真值表。

03波形图

根据上述的逻辑图,画出逻辑框图。

04 multisim硬件

二选一逻辑电路如下图所示。S1,S2,S3模拟输入信号A,B,C,节点5模拟输出信号。输出信号和LED灯连接,可以判断出节点5输出的高低电平。

根据设计目标:

开关S1未闭合时,S1=1,此时输入信号C=1,此时节点5=C=1,LED不亮;

开关S1未闭合时,S1=1,此时输入信号C=0,此时节点5=C=0,LED亮;

且S2无论闭合还是导通,都不影响节点5的电平。如下图所示:

开关S1闭合时,S1=0,此时输入信号B=1,此时节点5=B=1,LED不亮;

开关S1闭合时,S1=0,此时输入信号B=0,此时节点5=B=0,LED亮;

且S3无论闭合还是导通,都不影响节点5的电平。如下图所示:

05RTL视图

编写verilog代码,二选一逻辑选择器的RTL视图如下:

编写仿真测试代码

仿真的波形图以看出,和前面逻辑图结论一致。

上面使用两种方法完成了二选一选择器的功能。从实现的方式看,硬件使用实体的逻辑门电路,对应物理世界搭建一个硬件系统来设计出硬件的功能;而使用FPGA开发者则只需要注重程序的编程,由代码模拟出逻辑门电路,从而达到相同的效果。

对于简单的逻辑门电路,使用集成电路就可以。但对于庞大的、复杂的系统,FPGA的优势就呈现出来了。

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