verilog : セレクタ(マルチプレクサ) の記述 いろいろ

目的

セレクタの記述の仕方について 記す

記述の仕方

1. 3項演算子で記述
   最もよく使用する記述。
2. 配列のインデックス(添え字) で選択
   選択数が多い場合は、この方法で記述。
3. case文 で記述
   function 文 や always 文 内で使用する。
   セレクタを使いまわす場合は function で記述する。
4. if文 で記述
   function 文 や always 文 内で使用する。
   セレクト条件が複数の信号の組み合わせでも記述できる。
   但し、複雑な条件となると
   　可読性か悪くなる
   　シミュレーション時に条件成立が判りにくい
   等の問題がある。
   セレクト条件は assign 文で 1信号 にしてから使用した方がよい。

以下に記述例を示す。

記述例

図の様なセレクタを記述する例を示す。

1. 3項演算子で記述
   
   assign sel_data  = (sel == 4'd0)  ?  data_0 :
                      (sel == 4'd1)  ?  data_1 :
                      (sel == 4'd2)  ?  data_2 :
                      (sel == 4'd3)  ?  data_3 :
                                         8'd0 ;
   


2. 配列のインデックス(添え字) で選択
   
   reg [7:0] all_data[0:15] ;   //選択対象の 2次元配列データ
   assign sel_data = all_data[sel] ;  //セレクタ
   選択対象が配列になっていない場合、以下のように データを 2次元配列に代入する。
    ( 16 x 8bit の 配列に 4つのデータを代入し、残り 12個を 8'd0 で埋める場合。)
   
   wire [7:0] all_data[0:15] ;     // 2次元配列データ
   assign all_data[0] = data_0 ;
   assign all_data[1] = data_1 ;
   assign all_data[2] = data_2 ;
   assign all_data[3] = data_3 ;
   genvar i ;
   generate
     for (i=4; i<16; i=i+1) begin
       assign all_data[i] = 8'd0 ;
     end
   endgenerate
   


3. case文 で記述
   function 文 で選択の場合
   
   function [7:0] data_sel (
   input [3:0] select,
   input [7:0] in_data0,
   input [7:0] in_data1,
   input [7:0] in_data2,
   input [7:0] in_data3
   ) ;
     begin
       case (sel)
         4'd0    : sel_data = in_data0 ;
         4'd1    : sel_data = in_data1 ;
         4'd2    : sel_data = in_data2 ;
         4'd3    : sel_data = in_data3 ;
         default : sel_data = 8'd0     ;
       endcase
     end
   endfunction
   
   assign sel_data = data_sel(.select(sel),.in_data0(data_0),.in_data1(data_1),
                              .in_data2(data_2),.in_data3(data_3)) ;
   
   always 文 で選択の場合
   
   always @(*) begin
     case (sel)
       4'd0    : sel_data = data_0 ;
       4'd1    : sel_data = data_1 ;
       4'd2    : sel_data = data_2 ;
       4'd3    : sel_data = data_3 ;
       default : sel_data = 8'd0   ;
     endcase
   end
   


4. if文 で記述
   always 文 で選択の場合
   
   always @(*) begin
     if      (sel == 4'd0)  sel_dt5 = data_0 ;
     else if (sel == 4'd1)  sel_dt5 = data_1 ;
     else if (sel == 4'd2)  sel_dt5 = data_2 ;
     else if (sel == 4'd3)  sel_dt5 = data_3 ;
     else                   sel_dt5 = 8'd0   ;
   end