WHUT逻辑与计算机设计:Vivado实现多选1数据选择器实验教程

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在这个实验任务书中,学生被要求在WHUT-逻辑与计算机设计课程的第三次课中,通过Vivado工具实现一系列的数据选择器设计。数据选择器是一种数字逻辑电路,其主要作用是根据输入的控制信号(选择线)从多个输入信号中选择一个输出。实验内容涉及五个不同大小的选择器,即21选1、22选1、23选1、24选1和2n选1,其中23选1需在Basys3 FPGA开发板上实际操作,而24选1则用于仿真验证。 实验的核心目标是使学生理解和掌握数据选择器的工作原理,以及如何通过Verilog编程语言实现这些器件。具体步骤包括: 1. **21选1数据选择器**: - 功能描述:由2个输入线(I1和I0)、1个选择线(S0)和1个输出线组成,根据选择线的不同组合,输出对应输入线的信号。 - 真值表列举了所有可能的输入与输出情况。 - 逻辑方程和电路图展示了如何根据输入和选择信号计算输出。 - Verilog代码实现了数据选择器的逻辑功能,并可能使用了条件语句如case或if-else结构。 - 约束文件确保了设计的正确编译和配置。 - 实验结果显示设计符合预期。 2. **22选1数据选择器**: - 功能与21选1类似,但有额外的输入线和选择线。 - 同样提供了真值表、逻辑方程、电路图、Verilog代码及约束文件,以及实验结果验证。 3. **23选1数据选择器**: - 在硬件平台Basys3上实现,增加了复杂性,可能涉及到更复杂的逻辑设计和硬件接口。 - 电路图和Verilog代码会相应调整以处理更多的输入线和选择线。 4. **24选1数据选择器**: - 作为仿真平台测试项目,设计和实现方式与前面类似,但可能侧重于软件模拟和验证。 5. **2n选1数据选择器**: - 通式设计,让学生掌握如何扩展到任意数量的输入选择,可能涉及递归或数组等高级概念。 整个实验过程旨在通过实际操作和理论结合,加深学生对数据选择器工作原理的理解,并提升他们的数字逻辑设计和编程能力,特别是Verilog语言的运用。同时,通过实验结果的对比和验证,培养学生的调试和问题解决技巧。