vivado74138译码器verilog仿真

### Vivado 中使用 Verilog 进行 74138 译码器仿真 #### 设计概述 74138 是一种三输入八输出的二进制译码器/解码器芯片。它通过三个地址线 A0, A1 和 A2 来选择八个可能的输出之一。为了在 Vivado 中实现并验证其功能，可以采用模块化设计的方法来编写 Verilog HDL 并进行行为级仿真。 以下是基于 Verilog 的 74138 解码器的设计实例以及如何设置 Vivado 工程来进行仿真的说明[^1]： --- #### Verilog 实现代码 下面是一个简单的 74138 解码器的功能模型，其中包含了使能端 G1、G2A 和 G2B 的逻辑控制。 ```verilog module decoder_74138 ( input wire G1, input wire G2A, input wire G2B, input wire A0, input wire A1, input wire A2, output reg Y0,Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7 ); always @(*) begin if (G1 && !G2A && !G2B) begin // All enables are active low except G1. case({A2,A1,A0}) 3'b000: {Y0,Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7} = 8'b11111110; 3'b001: {Y0,Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7} = 8'b11111101; 3'b010: {Y0,Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7} = 8'b11111011; 3'b011: {Y0,Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7} = 8'b11110111; 3'b100: {Y0,Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7} = 8'b11101111; 3'b101: {Y0,Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7} = 8'b11011111; 3'b110: {Y0,Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7} = 8'b10111111; 3'b111: {Y0,Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7} = 8'b01111111; default: {Y0,Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7} = 8'b11111111; // Invalid state endcase end else begin {Y0,Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7} = 8'b11111111; // Disable all outputs when not enabled end end endmodule ``` 上述代码定义了一个完整的 74138 功能模型，支持使能信号和地址输入的选择逻辑。 --- #### 测试平台（Testbench） 测试平台用于验证该模块的行为是否符合预期。以下是一个基本的测试脚本示例： ```verilog `timescale 1ns / 1ps module tb_decoder_74138; reg G1, G2A, G2B; reg A0, A1, A2; wire Y0, Y1, Y2, Y3, Y4, Y5, Y6, Y7; // Instantiate the Unit Under Test (UUT) decoder_74138 uut ( .G1(G1), .G2A(G2A), .G2B(G2B), .A0(A0), .A1(A1), .A2(A2), .Y0(Y0), .Y1(Y1), .Y2(Y2), .Y3(Y3), .Y4(Y4), .Y5(Y5), .Y6(Y6), .Y7(Y7) ); initial begin $dumpfile("tb_decoder_74138.vcd"); $dumpvars(0, tb_decoder_74138); // Initialize Inputs G1 = 1; G2A = 0; G2B = 0; A0 = 0; A1 = 0; A2 = 0; #10; for(int i=0;i<8;i=i+1) begin {A2,A1,A0} = i; #10; end // Deactivate enable signals to test disabled mode G1 = 0; #10; $finish; end endmodule ``` 此测试台会依次遍历所有的输入组合，并记录波形文件以便后续分析。 --- #### 使用 Vivado 设置项目 1. 打开 Vivado IDE 创建一个新的 RTL Project。 2. 添加 `decoder_74138.v` 文件作为源文件。 3. 将 `tb_decoder_74138.v` 定义为顶层测试平台。 4. 配置仿真工具选项以生成 VCD 波形文件。 5. 启动仿真运行后观察各信号的变化情况。 完成以上步骤即可成功模拟 74138 芯片的工作状态。 ---