Verilog 中的优先级 8 到 3 编码器（case、casex）

Question

我试图描述一个 SN54LS348 元件（8 线到 3 线优先级编码器）。 真值表是：

          INPUTS            OUTPUTS   
E | 0 1 2 3 4 5 6 7 ** A2 A1 A0 | GS EO
///////////////////////////////////////
H | X X X X X X X X ** Z  Z  Z  | H  H
L | H H H H H H H H ** Z  Z  Z  | H  L
L | X X X X X X X L ** L  L  L  | L  H
L | X X X X X X L H ** L  L  H  | L  H
L | X X X X X L H H ** L  H  L  | L  H
L | X X X X L H H H ** L  H  H  | L  H
L | X X X L H H H H ** H  L  L  | L  H
L | X X L H H H H H ** H  L  H  | L  H
L | X L H H H H H H ** H  H  L  | L  H
L | L H H H H H H H ** H  H  H  | L  H

这是我的实现：

module L348 (E, D0, D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, A0, A1, A2, GS, EO);

input E, D0, D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7;
output A0, A1, A2, GS, EO;

assign D = {D0, D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7};

parameter HIGH_IMPEDANCE = 3'bz;

reg [7:0] MASK_1 = 8'b0000_0001;
reg [7:0] MASK_2 = 8'b0000_0011;
reg [7:0] MASK_3 = 8'b0000_0111;
reg [7:0] MASK_4 = 8'b0000_1111;
reg [7:0] MASK_5 = 8'b0001_1111;
reg [7:0] MASK_6 = 8'b0011_1111;
reg [7:0] MASK_7 = 8'b0111_1111;
reg [7:0] MASK_8 = 8'b1111_1111;

reg [2:0] A;
reg [1:0] GS_EO;
reg [7:0] temp;

reg [7:0] mem [7:0];

initial
begin
mem[0] = MASK_1;
mem[1] = MASK_2;
mem[2] = MASK_3;
mem[3] = MASK_4;
mem[4] = MASK_5;
mem[5] = MASK_6;
mem[6] = MASK_7;
mem[7] = MASK_8;
temp = 8'bxxxx_xxxx;
end

assign {A2, A1, A0} = A;
assign {GS, EO} = GS_EO;

integer i;

always @(*)
begin
for (i = 7; i > 0; i = i - 1)
    if (mem[i] & D == mem[i])
        begin
        temp = mem[i];
        i = -1;
        end
if (E)
    begin
    A = HIGH_IMPEDANCE;
    GS_EO = 2'b11;
    end
else
    begin
        if (temp == 8'b1111_1111)
            begin
            A = HIGH_IMPEDANCE;
            GS_EO = 2'b10;
            end
        else
            begin

            GS_EO = 2'b01;
            case (temp)
                8'b0000_0001: A = 3'b001;
                8'b0000_0011: A = 3'b010;
                8'b0000_0111: A = 3'b011;
                8'b0000_1111: A = 3'b100;
                8'b0001_1111: A = 3'b101;
                8'b0011_1111: A = 3'b110;
                8'b0111_1111: A = 3'b111;
            endcase

            end
    end
end
endmodule 

它无法实现始终处于X状态的信号A2-A0的切换（E = H时除外）。我尝试了很多解决方案，但感觉模拟器无法管理“case”块（我也尝试了“casex”块）。某处有一个错误，但我无法弄清楚。有人有想法吗？

Answer 1

这里发生了很多事情，但最直接的问题可能是。

assign D = {D0, D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7};

这个隐式定义的线只有 1 位宽，所以高 7b 将被丢弃。 Verilog 不好玩吗？

还有其他逻辑问题，但是用case语句做优先级编码器最简单的方法如下：

casez (in)
  4'b???1 : out = 0;
  4'b??10 : out = 1;
  4'b?100 : out = 2;
  4'b1000 : out = 3;
  default : out = 0; //no match
endcase

casez 允许您输入? 用于类似于您的真值表的无关条件。采用第一个匹配条目，为您提供优先行为。 根据您的情况调整宽度、优先级方向、IO 宽度等...

最后，作为一种风格问题，您的早期循环终止应该使用break，而不是直接修改循环变量。