FPGA从入门到精通(4) - MUX

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文章标题：FPGA从入门到精通(4) - MUX

在EDA软件VIVADO2019.1.3中使用FPGA型号xc7a35tcsg325-2进行学习，本篇文章将深入讲解MUX（多路数据选择器）的基本结构以及在FPGA中的应用。

MUX4_1是四选一数据选择器，拥有四位数据输入（D0-D3）和一位数据输出（Q）。地址码决定选择哪一位数据输入输出。通过将地址码（A）转为十进制，可以确定将哪一路数据传送到输出。

MUX4_1实质上是一个LUT6，地址输入和数据输入连接至LUT6的相应位置，由64个初始值决定LUT6的输出。对于LUT6，综合后需要配置特定的初始值来生成MUX4_1。例如，通过编程实现，从给定地址映射输入值至特定输出值，得到初始值0xf0aaffccf0aa00cc。

进一步探讨MUX16_1的构建，它利用两个LUT6和一个MUXF7，先使用低两位地址对16个数据进行选择，生成两位数据，最终通过MUXF7选择这两位数据之一，完成十六选一的数据选择。

MUX结构的优化考虑走线延迟问题，使用对称布局的LUT6+MUX结构比使用多个单独的LUT6更优，可以减少因走线长度导致的延迟问题，从而减少输出信号到达时间的不一致。

总结本节内容，MUX作为FPGA中常用的功能模块，对于理解数据选择器原理和实际应用十分重要。在学习过程中，应当注重理解MUX与LUT6的连接方式及其背后的逻辑原理，而不仅仅是按部就班的编程操作。希望学生在大学实验课上能够深入学习，挖掘数据选择器中的深层次知识。