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

EI	I[7]	I[6]	I[5]	I[4]	I[3]	I[2]	I[1]	I[0]	Y[2]	Y[1]	Y[0]	GS	EO
0	x	x	x	x	x	x	x	x	0	0	0	0	0
1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1
1	1	x	x	x	x	x	x	x	1	1	1	1	0
1	0	1	x	x	x	x	x	x	1	1	0	1	0
1	0	0	1	x	x	x	x	x	1	0	1	1	0
1	0	0	0	1	x	x	x	x	1	0	0	1	0
1	0	0	0	0	1	x	x	x	0	1	1	1	0
1	0	0	0	0	0	1	x	x	0	1	0	1	0
1	0	0	0	0	0	0	1	x	0	0	1	1	0
1	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	1	0

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  

解题思路：

16-4线优先编码器与8-3优先编码器工作状态类似：

对于编码器1：令其I7~I0对应16-4编码器的A7~A0，将编码器1记为EN1；

同理，编码器2：I7~I0对应16-4编码器的A15~A8，将编码器2记为EN2；

将EN1的使能端EI做为整个编码器的使能端EI；

其中，我们希望当EN1为EI=1时，EN2的EI端同样为1，即两个编码器EN1，EN2同时进入工作状态；根据8-3编码器的功能表，发现，当E1=1时，无论什么情况，GS和EO端的输出值总有一个值为1，即GS | EO = 1；因此，将EN1的GS端和EO端经过一个或门(OR)再接入EN2的EI端；

GS：当且仅当A[15:0]为全0时，GS=0，因此，将两个EN的GS端经过一个或门(OR)输出，可包含以上情况；

EO：当且仅当A[15:0]为全0时，EO=1，因此，将两个EN的EO端经过一个与门(AND)输出；

---

对于输出变量L的判断：

L[3]：当L[3]=0时，说明待编码的数据为前8个数据（EN1）；当L[3]=1时，说明待编码的数据为后8个数据（EN2）；

对于L[3]的状态的判定，只需要判定EN2的输出端Y与GS的按位相或是否为1（观察8-3编码器功能表），

L[3]=1则说明EN2处于输出状态，最终输出的L[2:0]同样应为EN2的Y端；

L[3]=0：说明L[2:0]应对应于EN1的输出端Y；

（因为设定的是EN2的为高端输出，因此EN2优先级高）

因此，根据以上所述画出其电路图：

---

代码如下：

`timescale 1ns/1ns

module encoder_164(
   input      [15:0]      A   ,
   input                  EI  ,
   
   output wire [3:0]      L   ,
   output wire            GS  ,
   output wire            EO    
);
wire [2:0] E1_Y, E2_Y;
wire Eo_1, Eo_2;
wire Ei_2;
wire GS_1, GS_2;
//编码器1
encoder_83 EN1(.I(A[7:0]),
              .EI(EI),
              .Y(E1_Y),
              .GS(GS_1),
              .EO(Eo_1));
//编码器2
assign Ei_2 = GS_1 | Eo_1;

encoder_83 EN2(.I(A[15:8]),
              .EI(Ei_2),  
              .Y(E2_Y),
              .GS(GS_2),
              .EO(Eo_2));

assign L[3] = |{E2_Y[2:0], GS_2} ;
assign L[2:0] = (L[3])? E2_Y : E1_Y;

assign EO = Eo_1&Eo_2;
assign GS = GS_1 | GS_2;

endmodule