eda的VHDL设计问题

⊕习题5-3 图5-20 所示的是双2选1多路选择器构成的电路MUXK，对于其中MUX21A，当s=‘0’ 和‘1’时，分别有y<=‘a’和y<=‘b’。试在一个结构体中用两个进程来表达此电路，每个进程中用IF 语句描述一个2选1多路选择器MUX21A。

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architecture hdlarch of MUXK is signal tmp : std_logic; begin process(s0,a2,a3) begin if s0 = '0' then tmp <= a2; else tmp <= a3; end if; end process; process(s1,a1,tmp) begin if s1 = '0' then outy <= a1; else outy <= tmp; end if; end process; end hdlarch;

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３逻辑设计对电路结构的影响还有一个使电路复杂化的原因是逻辑电路的输入项太多以致需占用过多的面积。我们从图3和图4两个相同功能的逻辑电路和他们对应的VHDL描述来分析。比较两图可知，图3是二级逻辑门，每个输入信号与不只一个逻辑门相连，图4是三级的逻辑门，每个输入信号只与一逻辑门相连。由于级数少，延时也较少，因此图3的速度要比图4快。然而，由于图３的输入项要比图4大的多（10:5），因此，占用的面积必然也比图3大。图4是图3通过提取公因数（例中是B和C）得来的，这是把附加的中间项加到结构描述中去的一种过程，它使输入到输出中的逻辑级数增加，牺牲速度换来电路占用面积的减少。对于对延时要求不高的情况下采用这种方法分解逻辑电路以达到减少电路复杂度的目的。通过以上简单、初步的探讨，我们可以知道，用VHDL进行集成电路的设计，牵涉到对VHDL语言的使用方法和对设计的理解程度。本文讨论了以下几个简化和优化电路设计的3个值得注意的方面：（１）在用VHDL进行设计中要注意避免不必要的寄存器描述。（２）在编写程序前要先对整个设计进行较深入的了解科学的划分设计，多设想几种方案再进行比较用多个较少位数的单元取代较多位数的单元。（３）在延时要求不高的情况下，可提取逻辑电路公因子把它分解成含有中间变量的多级电路。

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