使用8线-3线优先编码器Ⅰ实现16线-4线优先编码器

描述

        ②请使用2片该优先编码器Ⅰ及必要的逻辑电路实现16线-4线优先编码器。优先编码器Ⅰ的真值表和代码已给出。

        可将优先编码器Ⅰ的代码添加到本题答案中，并例化。

优先编码器Ⅰ的代码如下：

module encoder_83(
   input      [7:0]       I   ,
   input                  EI  ,
   
   output wire [2:0]      Y   ,
   output wire            GS  ,
   output wire            EO    
);
assign Y[2] = EI & (I[7] | I[6] | I[5] | I[4]);
assign Y[1] = EI & (I[7] | I[6] | ~I[5]&~I[4]&I[3] | ~I[5]&~I[4]&I[2]);
assign Y[0] = EI & (I[7] | ~I[6]&I[5] | ~I[6]&~I[4]&I[3] | ~I[6]&~I[4]&~I[2]&I[1]);
 
assign EO = EI&~I[7]&~I[6]&~I[5]&~I[4]&~I[3]&~I[2]&~I[1]&~I[0];
 
assign GS = EI&(I[7] | I[6] | I[5] | I[4] | I[3] | I[2] | I[1] | I[0]);
//assign GS = EI&(| I);
         
endmodule

下表是8线-3线优先编码器Ⅰ的功能表：

输入描述

   input      [15:0]      A   ,
   input                  EI  

输出描述：

   output wire [3:0]      L   ,
   output wire            GS  ,
   output wire            EO  

解题分析

②使用2片编码器Ⅰ实现16线-4线优先编码器，要注意EI和EO端口的连接。

②16线-4线优先编码器

        根据功能表，可画出两片编码器Ⅰ的电路连接图如下：

        当EI1=0时、U1禁止编码，其输出端Y为000，GS1、EO1均为0。同时EO1使EI0=0，U0也禁止编码，其输出端及GS0、EO0均为0。由电路图可知GS=GS1+GS0=0，表示此时电路输出端的代码L=0000是非编码输出。

        当E=1时，U1允许编码，若A[15:8]均无有效电平输人，则EO1=1，使EI0=1，从而允许U0编码，因此U1的优先级高于U0。

        此时A[15:8]没有有效电平输入，U1的输出均为0。使4个或门都打开，L[2:0]取决于U0的输出，而L[3]=GS1总是等于0，所以输出代码在0000-0111之间变化。若只有A[0]有高电平输入，输出为0000，若A[7]及其他输入同时有高电平输人，则输出为0111。A[0]的优先级别最低。

        当EI1=1且A[15:8]中至少有一个为高电平输人时，EO1=0，使EI0=0，U0禁止编码，此时L[3]=GS1=1，L[2:0]取决于U1的输出，输出代码在1000~1111之间变化，并且A的优先级别最高。

根据电路图和分析思路，将电路转换成Verilog代码描述如下

wire       EO1 ;
wire [2:0] Y0  ;
wire [2:0] Y1  ;
wire       GS0 ;
 
encoder_83 U0(
   .I   (A[7:0]),
   .EI  (EO1   ),
   .Y   (Y0    ),
   .GS  (GS0   ),
   .EO  (EO    ) 
);
 
encoder_83 U1(
   .I   (A[15:8]),
   .EI  (EI     ),
   .Y   (Y1    ),
   .GS  (GS1   ),
   .EO  (EO1   ) 
);
 
 
assign L[3] = GS1;
assign L[2] = Y1[2] | Y0[2];
assign L[1] = Y1[1] | Y0[1];
assign L[0] = Y1[0] | Y0[0];
 
assign GS = GS1 | GS0;

参考代码

方法一：

`timescale 1ns/1ns
module encoder_83(
   input      [7:0]       I   ,
   input                  EI  ,
   
   output wire [2:0]      Y   ,
   output wire            GS  ,
   output wire            EO    
);
assign Y[2] = EI & (I[7] | I[6] | I[5] | I[4]);
assign Y[1] = EI & (I[7] | I[6] | ~I[5]&~I[4]&I[3] | ~I[5]&~I[4]&I[2]);
assign Y[0] = EI & (I[7] | ~I[6]&I[5] | ~I[6]&~I[4]&I[3] | ~I[6]&~I[4]&~I[2]&I[1]);
 
assign EO = EI&~I[7]&~I[6]&~I[5]&~I[4]&~I[3]&~I[2]&~I[1]&~I[0];
 
assign GS = EI&(I[7] | I[6] | I[5] | I[4] | I[3] | I[2] | I[1] | I[0]);
//assign GS = EI&(| I);
         
endmodule
module encoder_164(
   input      [15:0]      A   ,
   input                  EI  ,
   
   output wire [3:0]      L   ,
   output wire            GS  ,
   output wire            EO    
);
 
wire       EO1 ;
wire [2:0] Y0  ; 
wire [2:0] Y1  ;
wire       GS0 ; 
encoder_83 U0(
   .I   (A[7:0]),
   .EI  (EO1   ),
   
   .Y   (Y0    ),
   .GS  (GS0   ),
   .EO  (EO    )  
);
encoder_83 U1(
   .I   (A[15:8]),
   .EI  (EI     ),
   
   .Y   (Y1    ),
   .GS  (GS1   ),
   .EO  (EO1   )  
);
 
assign L[3] = GS1;
assign L[2] = Y1[2] | Y0[2];
assign L[1] = Y1[1] | Y0[1];
assign L[0] = Y1[0] | Y0[0];
 
assign GS = GS1 | GS0;
 
         
endmodule

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