Circuits:Karnaugh Map to Circuit

一、3-variable

本小节讲通过卡诺图化简得出表达式
本题化简完毕是

• RTL代码

module top_module(
    input a,
    input b,
    input c,
    output out  ); 

    assign out = ~(~a & ~b & ~c);
        
endmodule

• 仿真波形图
  

二、4-variable

卡诺图化简结果为

• RTL代码

module top_module(
    input a,
    input b,
    input c,
    input d,
    output out  ); 
    
    assign out = ( ~a & ~b & ~c) | (a & ~b & ~c) | (~a & ~d) | (b & c & d) | (a & ~b & d);

endmodule

• 仿真波形图
  

三、4-variable

卡诺图化简为（要注意看外一行的数字，有陷阱）

• RTL代码

module top_module(
    input a,
    input b,
    input c,
    input d,
    output out  ); 
    
    assign out = a | (~b & c);

endmodule

• 仿真波形图
  

四、4-variable

• RTL代码

module top_module(
    input a,
    input b,
    input c,
    input d,
    output out  );
    
    assign out = (~a&~b&~c&d)|(~a&b&~c&~d)|(a&b&~c&d)|(a&~b&~c&~d)|(~a&b&c&d)|(a&~b&c&d)|(~a&~b&c&~d)|(a&b&c&~d);

endmodule

• 仿真波形图
  

五、Minimum SOP and POS

SOP是以1为中心圈卡诺圈，POS是以0为中心圈卡诺圈，二者用的是同一张卡诺图。

• RTL代码

module top_module (
    input a,
    input b,
    input c,
    input d,
    output out_sop,
    output out_pos
); 
    assign out_sop = (c & d) | (~a & ~b &c);
    assign out_pos = c & (~b | d) & (~a | d);

endmodule

六、Karnaugh map

• RTL代码

module top_module (
    input [4:1] x, 
    output f );
    
    assign f = (x[2] & x[4]) | (x[3] & x[4]) | (~x[1] & x[3]);

endmodule

七、Karnaugh map

• RTL代码

module top_module (
    input [4:1] x,
    output f
); 
    assign f = (~x[2] & ~x[4]) | (~x[1] & x[3]) | (x[2] & x[3] & x[4]);

endmodule

八、K-map implemented with a multiplexer

• RTL代码

module top_module (
    input c,
    input d,
    output [3:0] mux_in
); 

    assign mux_in[0] = c | d;
    assign mux_in[1] = 1'b0;
    assign mux_in[2] = ~d;
    assign mux_in[3] = c & d;

endmodule

• 仿真波形图