布尔逻辑
大部分电路输入都大于两个,如 Mux 有三个输入,And16 甚至有 16 个输入。只有 DMux 有两个输入两个输出。
虽然 tangnaono 只有一个 led 能被程序控制,但 tangnano 有很多 gpio ,gpio 是通用接口,程序可以控制它产生高低电平(也就是 0 1 )。可以把一个 led 接在 gpio 上(这里一端接到 2 一端接地)这样控制 gpio 的电平可以间接控制 led 的灯亮灭。
DMux
DMux 又称数据分配器。根据 sel 的信号分配 in 的信号,如果 sel 等于 0 则 a 等于 in 的信号,如果 sel 等于 1 则 b 等于 in 的信号。
`include "Not.v"
`include "And.v"
`default_nettype none
module DMux(
input wire in,
input wire sel,
output wire a,
output wire b
);
wire notsel;
Not NOT2(.in(sel), .out(notsel));
And AND1(.a(in),.b(notsel),.out(a));
And AND2(.a(in),.b(sel),.out(b));
endmodule
约束文件如下:
IO_LOC "a" 10; // red
IO_LOC "in" 15;
IO_LOC "sel" 14; // right hand default 1
IO_LOC "b" 2; // blue
执行以下命令写入 Fpga
make sym-dmux
make flash
因为开关(14 也就是右边那个按钮)松开默认是 1 ,所以当写入 Fpga 后什么都不做,sel 等于 1 ,b 的信号等于 in 的信号,此时因为 in 绑定到按钮上(15 左边的按钮)也默认为 1 ,所以 b 为 1 ,连接到 gpio 2 的 led 发光(因为是 1 也就是高电平)。按下右边的按钮(sel),sel 等于 0 ,in 分配给了 a,红灯(10)亮,外接的 led(2)灭。
其他
这次的其他电路输入都大于 2 个,我们的 Fpga 只有两个按钮,在其上很难测试,虽然也可以连接额外的按钮,可 And16 有 16 个输入,同时按不现实,所以选择用仿真测试,以 And16 为例,其他同理。
And16 其实就是 16 个与门按位与:
`include "Not.v"
`include "And.v"
`default_nettype none
module And16(
input wire [15:0] a,
input wire [15:0] b,
output wire [15:0] out
);
And AND1(.a(a[0]),.b(b[0]),.out(out[0]));
And AND2(.a(a[1]),.b(b[1]),.out(out[1]));
And AND3(.a(a[2]),.b(b[2]),.out(out[2]));
And AND4(.a(a[3]),.b(b[3]),.out(out[3]));
And AND5(.a(a[4]),.b(b[4]),.out(out[4]));
And AND6(.a(a[5]),.b(b[5]),.out(out[5]));
And AND7(.a(a[6]),.b(b[6]),.out(out[6]));
And AND8(.a(a[7]),.b(b[7]),.out(out[7]));
And AND9(.a(a[8]),.b(b[8]),.out(out[8]));
And AND10(.a(a[9]),.b(b[9]),.out(out[9]));
And AND11(.a(a[10]),.b(b[10]),.out(out[10]));
And AND12(.a(a[11]),.b(b[11]),.out(out[11]));
And AND13(.a(a[12]),.b(b[12]),.out(out[12]));
And AND14(.a(a[13]),.b(b[13]),.out(out[13]));
And AND15(.a(a[14]),.b(b[14]),.out(out[14]));
And AND16(.a(a[15]),.b(b[15]),.out(out[15]));
endmodule
很简单,可以看到创建了 16 个与门,a b 每一位相与的结果放在 out 的对应位。
编译,执行测试(仿真,激励)。
iverilog -o And16_tb.vvp And16_tb.v
vvp And16_tb.vvp
测试会把结果写入 *.out 文件里,然后和提供的 *.cmp 比较就可以了,如果一样就代表通过了。
diff And16.out And16.cmp
其他逻辑电路相同。
代码:https://github.com/buhe/bugu-computer/tree/master/01