大规模集成电路实验报告.doc

计算机科学与工程学院 实验报告 课程名称：大规模集成电路原理与设计 学　　院：计算机科学与工程学院 专　　业：计算机科学与技术 学生姓名：林怡 学　　号：2012060020023 指导教师：蔡世民 日　　期：　　　2014年10月30日 电 子 科 技 大 学 实 验 报 告 实验一???????????????? 一、实验名称：? （1）4—2编码器? （2）2—4译码器 ?（3）2位比较器? 二、实验学时：4学时? 三、实验内容和目的 内容： （1）设计一个4-2编码器模块，将输入的每一个高低电平信号编成一个对应的二进制代码。? （2）设计一个2-4译码器模块，其功能是编码器的反操作。? （3）设计一个2位二进制比较器模块，实现两个2位二进制数的比较操作并在相应输出端口输出高电平。? 目的： （1）认识并学习使用Xilinx软件；? （2）能够灵活利用Verilog语言编程实现一些基本的功能块，如：编码器，译码器等。? 四、实验原理：? （1）由4-2编码器和2-4译码器的输入输出逻辑框图，注意到对应于每一个二进制编 码的输入，有且仅有一个唯一的二进制编码的输出，因此考虑采用case语句来实现此功能；? （2）根据输入输出变量之间的逻辑关系来编写相应的程序；? （3）通过给定一组输入的高、低电平信号进行行为级仿真，观察最终产生的波形图来检验编写程序的正确性。? （4）Verilog编程语言的语法及其相应的功能。? 五、实验器材（设备、元器件）： ?Windows平台下的xilinx软件 六、实验步骤：? ??4-2编码器：? （1）构建一个名为encode42的工程，根据实验要求进行模块代码的编写；? （2）实验要求将输入的每一个高低电平信号（对应于每一个4位二进制编码）， 编成一个对应的2位二进制代码输出，故考虑采用case语句来实现对应于不同输入得到对应输出的功能，对于默认输入状态采用高阻态输出； 其代码如下：? module encode42(I3,I2,I1,I0,Y1,Y0); input I3,I2,I1,I0; output Y1,Y0; reg Y1,Y0; always @(I3,I2,I1,I0) begin case({I3,I2,I1,I0}) 4b0001:{Y1,Y0}=2b00; 4b0010:{Y1,Y0}=2b01; 4b0100:{Y1,Y0}=2b10; 4b1000:{Y1,Y0}=2b11; default: {Y1,Y0}=2bz; endcase end endmodule （3）进行编译，编译成功后，给定一组高低电平的输入信号，进行行为级仿真，观察最终生成的波形图来检验模块是否实现了对应的功能。? ??2-4译码器：? （1）构建一个名为decode2_4的工程，根据实验要求进行模块代码的编写；? （2）实验要求将输入的每一个高低电平信号（对应于每一个2位二进制编码），编成一个对应的4位二进制代码输出，故考虑采用case语句来实现此功能；? 其代码如下： module decode2_4(Y3,Y2,Y1,Y0,I1,I0); input I1,I0; output Y3,Y2,Y1,Y0; reg Y3,Y2,Y1,Y0; always @(I1,I0) begin case({I1,I0}) 2b00:{Y3,Y2,Y1,Y0}=4b0001; 2b01:{Y3,Y2,Y1,Y0}=4b0010; 2b10:{Y3,Y2,Y1,Y0}=4b0100; 2b11:{Y3,Y2,Y1,Y0}=4b1000; default:{Y3,Y2,Y1,Y0}=4bz; endcase end endmodule （3）进行编译，编译成功后，给定一组高低电平的输入信号，进行行为级仿真，观察最终生成的波形图来检验模块是否实现了对应的功能。??? 2位比较器：? （1）构建一个名为compare的工程，根据实验要求进行模块代码的编写；? （2） bigger，smaller，equal为对应的三个输出端口，分别代表ab,ab,a=b。输入端a和b考虑将两个2位二进制数定义为两个2位寄存器变量，并采用if,else语句实现对应的功能； ?其代码如下： module compare(a,b,bigger,smaller,equal); input[1:0] a,b; output bigger,smaller,equal; reg bigger,smaller,equal; always@(a or b) begin if(a==b) begin equal = 1; bigger = 0; smaller = 0;