[디지털시스템] Design 16-to-1 Multiplexer with 4-to-1 Multiplexer

1) Purpose 

앞서 배운 16-to-1 MUX와 Mealy machine을 behavioral modeling이나 structural modeling등과 같은 다양한 방법으로 설계해봄으로써 VHDL 코딩에 대한 심도 있는 이해를 하도록 한다.

 

2) Condition

   1. Concurrent statements only

   2. Use Structural modeling method

 

3) Source code

 

4-to-1 MUX

 

우선 주어진 과제는 16-to-1 MUX를 Concurrent statements만을 이용하여 Structural modeling method를 통해 구현 해야한다. 이때 16-to-1 MUX를 Structural modeling으로 설계하려면 4-to-1 MUX를 먼저 설계해야하므로 위와 같이 조건에 맞추어 설계를 해보았다. 그 다음 16-to-1 MUX를 설계하는데 이때 mux를 5개 설치해야 하는데 왜냐면 16개의 input을 4개로 나누어 각각의 묶음에 mux를 할당하므로 일단 4개가 필요하며 마지막으로 그 4개의 MUX 중에서 출력으로 나올 MUX를 선택해야 하므로 추가로 하나의 MUX를 만들어야 한다. 이를 토대로 설계하면 아래와 같은 Source code를 얻을 수 있다.

 

16-to-1 MUX

 

위의 코드를 synthesize 하면 아래와 같이 16-to-1 MUX 아래에 5개의 4-to-1 MUX가 형성이 된다. 그리고 Test bench 코드를 아까 1-1 과제와 같이 S의 값들을 stimulus process에서 변경해주면 제어입력 S에 따라서 출력값이 변하는 16-to-1 MUX를 표현할 수 있다.

 

4) Test Bench

5) Wave form