第6单元 数字逻辑单元设计.pptVIP

第6章　数字逻辑单元设计-本章概要 在复杂数字系统中，其结构总可以用若干基本逻辑单元 的组合进行描述。 基本逻辑单元一般分为组合逻辑电路和时序电路两大类。 在此基础上，可以更进一步进行组合. 本章首先介绍基本的组合逻辑电路和时序电路设计， 然后介绍在数字系统设计中普遍使用的存储器电路、运算 单元，它们也是由基本逻辑单元组合而成的。 6.1 组合逻辑电路设计6.1.1基本逻辑门电路设计 对基本逻辑门的操作主要有：与、与非、或、或非、 异或、异或非和非操作。通过使用VHDL语言中描述基本 逻辑门电路操作的关键字：and（与），nand（与非）， or（或），nor（或非），xor（异或），xnor（异或 非），not（非）来实现对基本逻辑门的操作。一堆复杂 的逻辑门操作总可以化简为集中基本逻辑门操作的组合。 6.1 组合逻辑电路设计-基本逻辑门电路设计 【例6-1】基本门电路的设计 Library ieee; Use ieee.std_logic_1164.all; Entity gate is Port(a, b,c : in std_logic; d : out std_logic); end gate; architecture rtl of gate is begin d=((not a) and b) or c; end rtl; 6.1.2 编码器和译码器设计 在数字系统中，常常会将某一信息用特定的代码进行描 述，这称为编码过程。编码过程可以通过编码器电路实现。 同时，将某一特定的代码翻译成原始的信息，这称为译码 过程。译码过程可以通过译码器电路实现。 1.编码器设计 将某一信息用一组按一定规律排列的二进制代码描述 称为编码。典型的有8421码、BCD码等。在使用VHDL 语言设计编码器时，通过使用CASE和IF语句等实现对编 码器的描述。 第6章　数字逻辑单元设计-编码器设计 【例6-2】8/3线编码器的VHDL描述 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity priority_encoder_1 is port ( sel : in std_logic_vector (7 downto 0); code :out std_logic_vector (2 downto 0)); end priority_encoder_1; architecture archi of priority_encoder_1 is begin code = 000 when sel(0) = 1 else 001 when sel(1) = 1 else 010 when sel(2) = 1 else 011 when sel(3) = 1 else 100 when sel(4) = 1 else 101 when sel(5) = 1 else 110 when sel(6) = 1 else 111 when sel(7) = 1 else ZZZ; end archi; 2.译码器设计 　 译码的过程实际上就是编码过程的逆过程,即将一 组按一定规律排列的二进制数还原为原始的信息。 下面以最常用的3：8译码器为例，给出其VHDL语 言描述。 【例6-3】使用case语句实现3/8译码器的VHDL描述 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity encoder_38 is port ( sel : in std_logic_vector (2 downto 0); en : in std_logic code :out std_logic_vector (7 downto 0)); end encoder_38; architecture rtl of encoder_38 is begin pr