在上一篇文章中,主播利用炒菜的比喻帮大家介绍了LED工程的建立,所以在读这一篇文章前,大家可以简要回顾以下LED工程的建立流程。本篇内容,主播主要向大家介绍数据选择器工程的实现方法。
在开始之前,我们先来了解一下数据选择器是什么:所谓数据选择器,就是从多个输入的逻辑信号中选择一个逻辑信号输出,实现数据选择功能的逻辑电路就是数据选择器。我们用来打个比方,现在我们手中有两张电影票A和B,但这时我们是不知道到底哪张电影票是允许我们进入电影院的,这时候我们就要去问检票员,检票员说A,那就可以进;否则,B就可以进。通过这个比喻,我们就能理解数据选择器的大体思路了:这里的电影票A与B就相当于输入信号in1与in2,检票员就相当于数据选择信号sel(英文select),电影院就相当于输出信号out,注意这里的输出信号out只有一个。因此,我们就可以在Visio中设计出2-1数据选择器:

同样,我们给出2-1数据选择器的真值表:

我们来分析以下这个真值表:当选择信号sel为0时,对应输入信号in1的通道开启,此时,无论输入信号in2怎么取值,输出信号out永远与输入信号in1相同。那反过来讲,选择信号sel为1时,对应输入信号in2的通道开启,此时,无论输入信号in1怎么取值,输出信号out永远与输入信号in2相同。
接下来,我们新建工程,具体的步骤在上一章有讲,这里我们就不说了。我们来看看用Verilog语言怎么实现2-1数据选择器:

我们来分析一下这段代码的语法,in1、in2、sel信号前面都有加'wire',而out前面却加了'reg',那么wire和reg到底是什么,他们起什么作用呢?这里主播查阅了锆石科技的《HELLO FPGA》文档:reg和wire都是数据类型,其中reg是寄存器类型,wire是连线型类型。这里主播再打个比方,wire相当于导线,他只能传递信号,但不能记住信号,所以输入信号要使用wire类型;而reg相当于寄存器,他能够记住输入信号,而在always@(*)模块中,我们的输出信号out要持续循环'sel =1 →out = in2,sel =0 →out = in1'这个逻辑进程,所以输出信号就要使用reg寄存器类型,他不断记住输入信号,又根据逻辑进程不断输出信号。
解释完了代码,我们就来打开RTL视图,验证电路的正确性:

可以看出,RTL视图和我们在Visio中的设计完全一样。接着我们再来仿真,具体的仿真步骤主播就不说了,这里直接放波形图进行分析;
我们取第一组红线内的波形图:

在这组红线内的波形图中,sel信号恒为0,无论in2信号怎么变(输入信号in2从1-0-1),输出信号out波形图是不是恒等于输入信号in1。
再取第二组分析:










