FPGA:二选一选择器

1、需求

使用XILINX的XC7A35TFFG484-2开发板，完成二选一选择器的设计。

2、分析

二选一选择器如下所示：
在这里插入图片描述
观察可知有三个输入端，一个输出端，其逻辑原理为：当sel为高电平时，out=a，当sel为低电平时，out=b。

3、工程创建以及Verilog代码的编写

a)打开Vivado软件，创建一个新工厂，名为mux2_test
b)在setting中点击Add sources，接下来选择第二个：Add or create design sources。创建设计文件。再点击create file，如果之前已经写好可以直接导入。接下来一直点击OK,YES,Finish即可。
c)在左上的sources出多了一个mux2_test.v文件，点击打开，开始编写verilog代码。
在这里插入图片描述

module mux2_test(a,b,sel,out    //输入输出端口
);
input a;        // 端口类型定义
input b;
input sel;
output out;
assign out=(sel==1)?a:b;   // 三目运算符,sel为1,则out=a,否则out=b
endmodule

d)创建testbench文件
即写测试文件，可以理解为将我们的硬件放在一个测试桌上，然后要对齐进行测试输入。同上点击add source后选择第三项Add or create simulation sources，命名为mux2_test_tb。接下来在左侧sources打开对应的testbench文件后编写即可。

`timescale 1ns/1ps  //单位1ns，精度1ps
module mux2_test_tb();
// 例化，可理解为贴标签
reg a;
reg b;
reg sel;
wire out;   //这里相当于是对测试桌上的线声明类型
mux2_test mux2_test_inst0(.a(a),.b(b),.sel(sel),.out(out)
);
initial begin
a=0;b=0;sel=0;  //三输入八种情况，每次延迟200纳秒，主要是为了仿真的时候容易分辨 
#200;
a=0;b=0;sel=1;
#200;
a=0;b=1;sel=0;
#200;
a=0;b=1;sel=1;
#200;
a=1;b=0;sel=0;
#200;
a=1;b=0;sel=1;
#200;
a=1;b=1;sel=0;
#200;
a=1;b=1;sel=1;
#200;
$stop;   //让其自动停止，不过这里是1600纳秒，一般默认自动仿真到1000ns
end  
endmodule

e)按F11，即run synthesis，进行综合，编译后再运行Run lmplementation，最后点击Run Simulation,进行时序仿真。默认运行1000ns，点击运行图标可以让他继续运行。时序图如下所示：
在这里插入图片描述

可发现符合二选一多路器的逻辑。
f)查看RTL图
点击RTL，可生产对应的数字电路图，如下所示
在这里插入图片描述
g)引脚分配
根据提供的引脚分配表，如下所示

将拨码开关SW2,SW1,SW0分配给sel,a,b，将led0分配给out

h)生成比特流文件，点击Generate Bitstream，生成后点击Open Hardware Manager
，打开硬件管理器，点击左上open target，打开开发板后点击Auto connect。再点击program device，即写入设备后即可在开发板上运行。如下所示
在这里插入图片描述