4.1　优先编码器

优先编码器是数字电路中的常用逻辑电路，这里所说的编码是对输入通道的编码。优先编码器对所有的输入通道进行了优先级排队，允许多个输入通道上同时有有效信号，而只对优先级最高的有效输入通道进行编码，产生编码输出信号，对优先级低的有效通道则不进行编码。优先编码器的功能用FPGA实现起来非常方便，假设我们需要设计如表4-1所示的4线-2线优先编码器，其中cs为片选端，ex为扩展输出端。当cs为0时，编码器不工作，输出全部为1；当cs为1时，编码器工作，ex输出为0，out[1..0]输出为优先级最高的有效输入通道号的原码。

表4-1　4线-2线优先编码器功能表

从行为描述的角度看，输出信号的获得取决于输入信号，因此可以把输入信号看作判断条件，通过对条件的判断获得输出值。在VHDL语言中能够实现条件判断功能的语句很多，例如条件信号赋值语句、选择信号赋值语句、case语句、if语句等。另一个需要满足的功能就是输入信号有优先级之分，即判断条件有优先级。在上述VHDL语句中，if语句对条件的判断有优先级，先判断的条件优先级最高，因此我们可以考虑用if语句实现对电路的设计。设计程序如例4.1所示。

【例4.1】if语句实现的优先编码器。

为了验证其功能的正确性，我们写出如下的testbench文件：

其在ModelSim下的功能仿真波形如图4-1所示，由图中可以看出d_i（3）的优先级最高，d_i（0）的优先级最低，功能符合设计要求。

图4-1　优先编码器仿真波形图