vivado设计用 2 选 1 数据选择器通过模块化建模的方式实现 4 选 1 数据选择器，写出源文件和激励文件

以下是一个基于 Verilog 的 4 选 1 数据选择器的源文件和激励文件，其中使用了模块化建模的方式实现了 2 选 1 数据选择器。

源文件（4_to_1_mux.v）：

module mux_2_to_1(input a, b, sel, output reg out);
    always @ (a, b, sel)
    begin
        if (sel == 1'b0) out = a;
        else out = b;
    end
endmodule

module mux_4_to_1(input [3:0] data_in, input [1:0] sel, output reg out);
    reg [1:0] sel_inv;
    wire [1:0] mux1_out;

    assign sel_inv = ~sel;
    mux_2_to_1 m1(.a(data_in[0]), .b(data_in[1]), .sel(sel_inv[0]), .out(mux1_out[0]));
    mux_2_to_1 m2(.a(data_in[2]), .b(data_in[3]), .sel(sel_inv[0]), .out(mux1_out[1]));
    mux_2_to_1 m3(.a(mux1_out[0]), .b(mux1_out[1]), .sel(sel_inv[1]), .out(out));
endmodule

激励文件（testbench.v）：

module testbench;
    reg [3:0] data_in;
    reg [1:0] sel;
    wire out;

    mux_4_to_1 mux(.data_in(data_in), .sel(sel), .out(out));

    initial begin
        data_in = 4'b0000;
        sel = 2'b00;
        #10;
        data_in = 4'b0001;
        sel = 2'b00;
        #10;
        data_in = 4'b0010;
        sel = 2'b00;
        #10;
        data_in = 4'b0100;
        sel = 2'b00;
        #10;
        data_in = 4'b1000;
        sel = 2'b00;
        #10;
        data_in = 4'b0000;
        sel = 2'b01;
        #10;
        data_in = 4'b0001;
        sel = 2'b01;
        #10;
        data_in = 4'b0010;
        sel = 2'b01;
        #10;
        data_in = 4'b0100;
        sel = 2'b01;
        #10;
        data_in = 4'b1000;
        sel = 2'b01;
        #10;
        data_in = 4'b0000;
        sel = 2'b10;
        #10;
        data_in = 4'b0001;
        sel = 2'b10;
        #10;
        data_in = 4'b0010;
        sel = 2'b10;
        #10;
        data_in = 4'b0100;
        sel = 2'b10;
        #10;
        data_in = 4'b1000;
        sel = 2'b10;
        #10;
        data_in = 4'b1111;
        sel = 2'b11;
        #10;
        data_in = 4'b1010;
        sel = 2'b11;
        #10;
        data_in = 4'b0110;
        sel = 2'b11;
        #10;
        data_in = 4'b0001;
        sel = 2'b11;
        #10;
        data_in = 4'b1100;
        sel = 2'b11;
        #10;
        $finish;
    end

    always @(data_in, sel) begin
        $display("data_in=%b, sel=%b, out=%b", data_in, sel, out);
    end
endmodule

这个 4 选 1 数据选择器由三个 2 选 1 数据选择器组成，其中第一个和第二个 2 选 1 数据选择器的输出连接到第三个 2 选 1 数据选择器的输入，从而实现了 4 选 1 数据选择器的功能。在激励文件中，我们对所有可能的输入进行了测试，并在仿真结果中打印了输入、选择信号和输出。