【Verilog HDL实践】74LS148开发

【Verilog HDL实践】74LS148开发

使用芯片:Altera Cyclone® IV EP4CE22F17C6N FPGA
开发工具:Quartus Ⅱ
开发项目:设计一个优先编码电路,实现74LS148的所有功能。

74LS148分析

参考文章:
74LS148说明
8-3线优先编码器

输入

0-7编码输入端(低电平有效)
选通输入端EI(低电平有效)

输出

A0、A1、A2二进制编码输出端
优先编码工作状态标志GS(低电平有效)
输出使能端EO (高电平有效)

功能解析

组合逻辑电路
EO仅当 EI为低、其它输入全为高 时为低;
GS仅当 EI为高 或 EI为低、其它输入全为高时为高;
A0、A1、A2 当 EI为高 或 EI为低、其它输入全为高时全为高,其他时间由解码决定。

具体实现方法(想了半天也没想出来啥好方法)

  • 组合逻辑电路最基本的方法:看真值表写逻辑表达式
  • 使用?:充当if,种类不是很多,勉强倒也能接受
  • 基于UDP 直接使用真值表
  • 我去看了一下其他文章,还有使用行为级建模,用always@*来触发,里边用for、case、if等方法来判断,好像也行。(但是总感觉怪怪的,我还以为组合逻辑不能用行为级建模)
//使用逻辑表达式
//好像和其他人推的不太一样,我没有画卡诺图,而且我的输出应该是正常的,有些2逻辑表达式推出来的好像和我是反的,等效于输出那里加了个反门,我是按照真值表来的
module LS148(EI,X, A,GS,EO);input EI;input[7:0] X;output[2:0] A;output GS, EO;assign GS = EI | (X==8'h0ff);assign EO = EI | ~(X==8'h0ff);assign A[2] = EI | (X[4]&X[5]&X[6]&X[7]);assign A[1] = EI | (X[7]&X[6] & (~X[5]|~X[4]|(X[3]&X[2])));assign A[0] = EI | (X[7]&(~X[6]|(X[5]&(~X[4]|X[3]&(~X[2]|X[1])))));endmodule

使用?:完成

//看着有点搞笑,但确实能跑
module LS148(EI,X, A,GS,EO);input EI;input[7:0] X;output[2:0] A;output GS, EO;assign GS = EI | (X==8'h0ff);assign EO = EI | ~(X==8'h0ff);assign A = EI?3'b111:(~X[7]?3'b0:(~X[6]?3'b1:(~X[5]?3'b10:(~X[4]?3'b11:(~X[3]?3'b100:(~X[2]?3'b101:(~X[1]?3'b110:3'b111)))))));endmodule

使用行为级建模代码(可以参考这个作者的,我试过,效果是一样的,其实原理和?:是一样的)

module LS148(input            EI,input      [7:0] X,output reg       GS,output reg [2:0] A,output reg       EO);always@ *beginA=3'b111;EO=1;GS=1;if(~EI)begincasez(X)8'b11111111:beginEO=0;end8'b0???????:beginGS=0;A=3'b000;                end8'b10??????:beginGS=0;A=3'b001;                end8'b110?????:beginGS=0;A=3'b010;                end8'b1110????:beginGS=0;A=3'b011;                end8'b11110???:beginGS=0;A=3'b100;                end8'b111110??:beginGS=0;A=3'b101;                end8'b1111110?:beginGS=0;A=3'b110;end8'b11111110:beginGS=0;A=3'b111;                end            endcaseendend
endmodule
时序测试

74LS148时序测试
测试结果符合预期。

RTL电路对比

逻辑表达式电路图
?:电路图
?:电路图
行为级建模电路图
行为级建模电路图
最后这个好像优化出了点问题,它直接枚举了2的8次方种可能 惊。


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