需求：

在FPGA設計中，大部分情況下我們都得使用到數據選擇器。并且為了設計參數化，可調，通常情況下我們需要一個參數可調的數據選擇器，比如M選1，M是可調的參數。

如果，數據選擇器是不帶優先級的，我們可以使用verilog VHDL中的二維數組進行設計 例如，這樣綜合編譯器也是可以正確生成對應的電路。

reg[7:0]din[1:0];
assign dout = din[sel];

當我們，需要設計一個參數化的數據選擇器時呢？我們該如何設計呢？以下羅列三種實現方式

方式一：嵌套if來實現：

假設我們的多路選擇器，在某些情況下最多位M路，那么我們可以嵌套M個if，這樣，我們就設計出了參數可調 2~M的多路選擇器。

always@(*)begin
    if(sel[0])//1
        dout = din[0*DATA_SIZE+:DATA_SIZE];
    else if(sel[1])//2
        dout = din[1*DATA_SIZE+:DATA_SIZE];
    else if(sel[2])//3
        dout = din[2*DATA_SIZE+:DATA_SIZE];
    else if(sel[3])//4
        dout = din[3*DATA_SIZE+:DATA_SIZE];
    else if(sel[4])//5
        dout = din[4*DATA_SIZE+:DATA_SIZE];
    else if(sel[5])//6
        dout = din[5*DATA_SIZE+:DATA_SIZE];
    else if(sel[6])//7
        dout = din[6*DATA_SIZE+:DATA_SIZE];
    else if(sel[7])//8
        dout = din[7*DATA_SIZE+:DATA_SIZE];
    else//0
        dout = 0;
en

方式二：casez實現：

always @(*)begin
casez(sel)
8'b0000_0001:dout=din[0*DATA_SIZE+:DATA_SIZE];
8'b0000_001?:dout=din[1*DATA_SIZE+:DATA_SIZE];
8'b0000_01??:dout=din[2*DATA_SIZE+:DATA_SIZE];
8'b0000_1???:dout=din[3*DATA_SIZE+:DATA_SIZE];
8'b0001_????:dout=din[4*DATA_SIZE+:DATA_SIZE];
8'b001?_????:dout=din[5*DATA_SIZE+:DATA_SIZE];
8'b01??_????:dout=din[6*DATA_SIZE+:DATA_SIZE];
8'b1???_????:dout=din[7*DATA_SIZE+:DATA_SIZE];
default:dout=0;
     endcase
end

方式三：采用與門或門搭建。

比如一個二選一的數據選擇器應該，這樣一個結構：

一個三選一，帶優先級的電路結構：

也就是說，我們可以通過代碼，描述出這樣一個電路結構，通過邏輯復制的語句完成參數化的設計。

具體思路是這樣的，先把地址信號sel 變成只是優先級高的那位為1，其他信號為0。例如，低位高優先級，sel=1100，變換后sel_prio=0100。然后，將sel_prio與上對應的數據，可以看出來只有1的那個數據才會被選通，其他為0

module mux
#(
    parameter DATA_SIZE = 8,
    parameter NUM  = 8
)
(
    input  [NUM*DATA_SIZE-1:0]  din,
input[NUM-1:0]sel,
output[DATA_SIZE-1:0]dout
);


assigndout=mux_prio(din,sel);
function[DATA_SIZE-1:0]mux_prio;
    input  [NUM*DATA_SIZE-1:0]  din;
    input  [NUM-1:0]        sel;
    
    reg [NUM-1:0] dat;
    integer i,j;
    begin
        for(i=0;i

	

	方式四：基于行為級描述。

	在前面的設計中我們是根據數據選擇器的電路結構，用硬件語言描述出了這樣的電路，那么我們能不能只描述其功能，然后讓編譯器幫我們理解呢？

	
module mux
#(
    parameter DATA_SIZE = 8,
    parameter NUM  = 8
)
(
    input  [NUM*DATA_SIZE-1:0]  din,
    input  [NUM-1:0]            sel,
    
    output  [DATA_SIZE-1:0]      dout
    
);
assign dout = mux_prio_a(din,sel);
//基于功能，行為級的描述
function  [DATA_SIZE-1:0]      mux_prio_a ;
    input  [NUM*DATA_SIZE-1:0]  din;
    input  [NUM-1:0]        sel;
    reg temp;
    integer i;
    begin
        temp = 1;
        mux_prio_a = 0;
        for(i=0;i

	

	總結：

	1、首先，這里提供了了四種描述參數可配的帶優先級的多路選擇器的描述方法。第一種和第二種是常規的描述方法推薦if-else結構，第三種是根據電路結構使用HDL描述，第四種是使用代碼描述了其功能。

	2、第三種方法從功能描述，看起來描述簡單，好理解，不過這樣的描述方式是看綜合軟件的“智能化程度”的，因為FPGA是基于查找表LUT結構的，這樣的描述方式在描述比較簡單的電路功能，綜合器是可以正確理解的。如果比較復雜的電路，不推薦用這樣的描述方式。

	3、值得注意的是，FPGA設計最重要的是理解低層的電路結構，實現過程最好是 功能--》電路--》HDL描述該電路，這才是最好的設計。使用類似第三種描述方式最好還是掌握理解底層電路結構，然后看綜合出來的是不是你需要的電路

	審核編輯：湯梓紅