简单组合逻辑电路设计

组合逻辑电路是由输入和输出组成的电路，其中没有时钟或存储元件。下面是一个简单的组合逻辑电路设计：

设计一个2输入AND门，其真值表如下：

| A | B | OUT |
|---|---|-----|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |

我们可以使用两个NAND门（非与门）来实现AND门。NAND门的真值表如下：

| A | B | OUT |
|---|---|-----|
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |

使用两个NAND门，我们可以实现AND门如下图所示：

  +----+   +----+
--|NAND|--1--|NAND|--
  +----+   +----+
     |       |
     |   +---+
     +---|   |
         +---+

其中，两个输入A和B接到了第一个NAND门的两个输入端，然后将第一个NAND门的输出连接到第二个NAND门的两个输入端，第二个NAND门的输出就是AND门的输出。

这是一个简单的组合逻辑电路设计的例子。其他的电路设计可以使用不同的逻辑门或组合这些门来实现不同的功能。

相关问题

组合逻辑电路设计FPGA实验

组合逻辑电路是数字电路中的一种基本电路，它的输出仅仅取决于该时刻的输入，与电路原来的状态无关。FPGA是一种可编程逻辑器件，可以通过编程实现各种数字电路的设计。下面是一个简单的组合逻辑电路设计FPGA实验的步骤：

1. 打开Vivado软件，创建一个新工程。
2. 在工程中创建一个新的Verilog文件，编写组合逻辑电路的代码。
3. 在工程中创建一个新的约束文件，定义FPGA芯片上各个引脚的功能和约束条件。
4. 在工程中生成比特流文件，将其下载到FPGA芯片中。
5. 连接FPGA芯片和其他外设，例如开发板上的按键、LED等。
6. 测试组合逻辑电路的功能，观察LED等外设的变化情况。

下面是一个简单的Verilog代码示例，实现了一个2:1的多路选择器：

module mux2to1(input a, b, sel, output reg y);
    always @ (a, b, sel)
        if (sel == 1'b0)
            y = a;
        else
            y = b;
endmodule

modelsim组合逻辑电路设计

ModelSim是一种常用的仿真工具，可用于验证和调试组合逻辑电路设计。以下是一个简单的组合逻辑电路设计的例子，其中使用了ModelSim进行验证：

1. 首先，我们需要创建一个新的工程。在ModelSim中，选择“File”>“New Project”>“VHDL”，然后输入工程名称和保存路径。

2. 在工程中创建一个新的源文件。在ModelSim中，选择“File”>“New”>“VHDL File”，然后输入文件名和保存路径。

3. 在新的源文件中编写VHDL代码来描述电路。以下是一个简单的例子：

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;

entity comb_logic is
    port (
        a, b : in std_logic;
        c    : out std_logic
    );
end entity comb_logic;

architecture behavior of comb_logic is
begin
    c <= a and b;
end architecture behavior;

在此代码中，我们定义了一个名为“comb_logic”的实体，该实体有两个输入端口（a和b）和一个输出端口（c）。在架构部分中，我们定义了一个简单的布尔表达式，将输入端口a和b的值取并，然后将结果赋给输出端口c。

4. 在工程中创建一个测试台。在ModelSim中，选择“File”>“New”>“Test Bench”，然后输入文件名和保存路径。

5. 在测试台中编写VHDL代码来生成输入并验证输出。以下是一个简单的例子：

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;

entity comb_logic_tb is
end entity comb_logic_tb;

architecture behavior of comb_logic_tb is
    component comb_logic is
        port (
            a, b : in std_logic;
            c    : out std_logic
        );
    end component comb_logic;

    signal a, b, c : std_logic;

begin
    dut: comb_logic port map (a => a, b => b, c => c);

    stim_proc: process
    begin
        a <= '0'; b <= '0'; wait for 10 ns;
        a <= '0'; b <= '1'; wait for 10 ns;
        a <= '1'; b <= '0'; wait for 10 ns;
        a <= '1'; b <= '1'; wait for 10 ns;
        wait;
    end process stim_proc;

    assert_proc: process
    begin
        wait for 50 ns;

        assert(c = '0')
            report "Unexpected value on c"
            severity error;

        wait for 10 ns;

        assert(c = '0')
            report "Unexpected value on c"
            severity error;

        wait for 10 ns;

        assert(c = '0')
            report "Unexpected value on c"
            severity error;

        wait for 10 ns;

        assert(c = '1')
            report "Unexpected value on c"
            severity error;

        wait;

    end process assert_proc;

end architecture behavior;

在此代码中，我们定义了一个名为“comb_logic_tb”的实体，其中包含一个名为“dut”的组件（即我们要测试的电路）。我们还定义了三个信号a、b和c，它们将用于生成输入和验证输出。在架构部分中，我们使用port map将输入和输出信号连接到dut组件。我们还定义了两个过程：stim_proc用于生成输入，assert_proc用于验证输出。在assert_proc过程中，我们使用assert语句来测试输出值是否与预期值相同。如果不是，则报告错误。

6. 为测试台添加仿真器。在ModelSim中，选择“Simulate”>“Start Simulation”，然后选择要仿真的测试台文件并单击“OK”。

7. 运行仿真。在ModelSim中，选择“Simulate”>“Run – All”或单击工具栏上的“Run”按钮。仿真将运行并显示波形图。检查波形图以确保输出值与预期值相同。如果有错误，则需要检查代码并重新运行仿真。