"该资源是关于数字逻辑系统设计的学习资料,特别关注EDA(电子设计自动化)的答案和数字逻辑设计语言的应用。内容包括三态缓冲器和2选1多路选择器的实体描述,以及如何用VHDL编写4选1多路选择器的程序,涉及IF_THEN语句和CASE语句的使用。由九江学院电子工程学院的张友木主讲。"
在数字逻辑系统设计中,EDA(Electronic Design Automation)是关键工具,它使得工程师能够通过计算机辅助设计硬件系统,包括逻辑门、触发器、存储器以及复杂的集成电路。本资料提供的习题涉及到两个基本的数字逻辑组件的实体描述:
1. **三态缓冲器(Three-state Buffer, buf3s)**:三态缓冲器是一种能够控制其输出端是否连接到总线的设备。在实体描述中,`input`是输入端,`enable`是使能端,只有当使能端为高电平时,输出`output`才会跟随输入`input`的状态;否则,输出端处于高阻态,不连接到总线,避免对总线产生干扰。
2. **2选1多路选择器(2-to-1 Multiplexer, mux21)**:2选1多路选择器允许从两个输入信号`in0`和`in1`中选择一个输出。选择哪个输入作为输出取决于控制信号`sel`。当`sel`为0时,输出`output`为`in0`的值;当`sel`为1时,输出为`in1`的值。
此外,资料还展示了如何使用VHDL(Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language)来描述4选1多路选择器的逻辑行为。VHDL是一种用于硬件描述的语言,可以用来模拟和综合数字逻辑电路。
3. **4选1多路选择器**:这是一个可以基于两个控制信号`s1`和`s0`从四个输入`a`、`b`、`c`、`d`中选择一个输出`y`的电路。使用IF_THEN语句的实现如下:
```vhdl
if (s1='0' and s0='0') then y <= a;
elsif (s1='0' and s0='1') then y <= b;
elsif (s1='1' and s0='0') then y <= c;
else y <= d;
end if;
```
用CASE语句的实现则更简洁:
```vhdl
case (s1 & s0) is
when "00" => y <= a;
when "01" => y <= b;
when "10" => y <= c;
when others => y <= d;
end case;
```
在这两种情况下,`s1`和`s0`组合成一个二进制数,对应不同的输入选择。
这些习题和示例代码有助于理解数字逻辑设计的基本概念,以及如何使用VHDL这种硬件描述语言来实现和仿真这些逻辑组件,对于学习数字逻辑系统设计的学生或从业者来说是非常有价值的参考资料。