基于FPGA的2选1多路选择器设计

1. 项目介绍

　　多路选择器，也叫数据选择器或多路开关，在多路数据传送过程中，能够根据需要将其中任意一路选出来的电路。数据选择器用于控制有效数据的输出，能够通过地址选择线来选定相应的通道作为输出，提高了数据的传输效率。（数据分配器用于数据的传输途径，在信号传输过程中能够通过地址选择线选择传输信道）。

2. 设计要求

　　设计一个2选1多路选择器，输入有两个单bit信号，和一个单bit的选择信号。当选择信号为低电平时，将第一路信号输出，当选择信号为高电平时，将第二路信号输出。

3. 设计原理

　　该设计命名为mux2_1，第一路信号命名为dataa，第二路信号命名为datab，选择信号命名为sel，输出信号命名为odata，系统框图如下图所示。

根据设计要求，得真值表：

dataa	datab	sel	odata
0	0	0	0
0	0	1	0
0	1	0	0
0	1	1	1
1	0	0	1
1	0	1	0
1	1	0	1
1	1	1	1

　　根据真值表，得到逻辑表达式：

　　转化为Verilog表达式为

Odata = datab&sel | dataa&(~sel);

4. 设计实现

 1 module mux2_1(
 2     
 3     input        wire                dataa,
 4     input        wire                datab,
 5     input     wire                 sel,
 6     
 7     output     wire                 odata
 8 );
 9 
10     assign odata = (datab & sel) | (dataa & (~sel));
11 
12 endmodule

5. 仿真验证

 1 `timescale 1ns/1ps
 2 
 3 module mux2_1_tb();
 4 
 5     reg                dataa;
 6     reg                datab;
 7     reg                 sel;
 8 
 9     wire                 odata;
10     
11     mux2_1 mux2_1_inst(
12         .dataa            (dataa),
13         .datab            (datab),
14         .sel                (sel),
15         .odata            (odata)
16     );
17     
18     initial begin
19         dataa = 1'b0; datab = 1'b0; sel  = 1'b0; #20;
20         dataa = 1'b0; datab = 1'b0; sel  = 1'b1; #20;
21         dataa = 1'b0; datab = 1'b1; sel  = 1'b0; #20;
22         dataa = 1'b0; datab = 1'b1; sel  = 1'b1; #20;
23         dataa = 1'b1; datab = 1'b0; sel  = 1'b0; #20;
24         dataa = 1'b1; datab = 1'b0; sel  = 1'b1; #20;
25         dataa = 1'b1; datab = 1'b1; sel  = 1'b0; #20;
26         dataa = 1'b1; datab = 1'b1; sel  = 1'b1; #20;
27     end 
28 
29 endmodule