用vhdl语言实现八路抢答器

在 VHDL (VHSIC Hardware Description Language) 中，实现一个八路抢答器通常需要设计一个组合逻辑电路，它包含存储单元、计数器以及触发器等部件。这里是一个简化版的设计概述：

1. **数据结构**：首先定义一个表示状态的枚举类型，如 `答题模式` (`AnswerMode`)，包含初始状态（等待）、已激活的状态和结束状态。

type AnswerMode is (WAITING, ACTIVE, FINISHED);

2. **计数器**：使用一个八进制计数器来跟踪当前的“抢答”机会，每轮一个信号变高就可以抢答。

signal countdown : unsigned(3 downto 0);

3. **触发器**：每个参赛者有一个独立的触发器（如D Flip-Flop），用于记录是否抢到了答题权。当计数器减到1时，对应触发器翻转，表示该选手获得了答题权。

entity CompetitorLatch is
    Port (
        Trigger : in std_logic;
        Answered : out std_logic
    );
end CompetitorLatch;

architecture Behavioral of CompetitorLatch is
begin
   Answered <= not Answered after countdown(3 downto 0) = "0001";
end Behavioral;

4. **控制逻辑**：根据 `AnswerMode` 和计数器状态更新触发器，并处理按键输入和结束条件。

process(mode, input_signals)
begin
    if mode = WAITING and input_signals(0) = '1' then
        mode <= ACTIVE;
    elsif mode = ACTIVE then
        countdown <= countdown - 1; -- 减少计数
        if countdown = "0000" then
            mode <= ACTIVE; -- 下一轮开始
            -- 更新所有触发器
        end if;
    else -- 如果结束条件满足
        mode <= FINISHED;
    end if;
end process;

5. **主实体**：结合以上各部分构建完整的抢答器模块。

entity QuizBoard is
    Port (
        InputSignals : in std_logic_vector(7 downto 0);
        Mode : out AnswerMode;
        AllAnswered : out std_logic
    );
end QuizBoard;

architecture Behavioral of QuizBoard is
    Component CompetitorLatch;
        Port (...);
    End Component;
    
    -- 其他连接和变量声明...
begin
    -- 实体实例化和连接逻辑
end Behavioral;