16:1 MUX

2:1 MUX (Basic Building Block)

module mux2to1(

    input I0, I1,

    input S,

    output Y

);

    assign Y = (S == 1'b0) ? I0 : I1;

endmodule

 16:1 MUX (Top-Down Structural Design)

module mux16to1(

    input S3, S2, S1, S0,

    input I15, I14, I13, I12,

    input I11, I10, I9,  I8,

    input I7,  I6,  I5,  I4,

    input I3,  I2,  I1,  I0,

    output Y

);

wire Y0, Y1, Y2, Y3, Y4, Y5, Y6, Y7;

wire Z0, Z1, Z2, Z3;

wire W0, W1;

/* Stage 1 (S0) */

mux2to1 M0 (I0,  I1,  S0, Y0);

mux2to1 M1 (I2,  I3,  S0, Y1);

mux2to1 M2 (I4,  I5,  S0, Y2);

mux2to1 M3 (I6,  I7,  S0, Y3);

mux2to1 M4 (I8,  I9,  S0, Y4);

mux2to1 M5 (I10, I11, S0, Y5);

mux2to1 M6 (I12, I13, S0, Y6);

mux2to1 M7 (I14, I15, S0, Y7);

/* Stage 2 (S1) */

mux2to1 M8  (Y0, Y1, S1, Z0);

mux2to1 M9  (Y2, Y3, S1, Z1);

mux2to1 M10 (Y4, Y5, S1, Z2);

mux2to1 M11 (Y6, Y7, S1, Z3);

/* Stage 3 (S2) */

mux2to1 M12 (Z0, Z1, S2, W0);

mux2to1 M13 (Z2, Z3, S2, W1);

/* Stage 4 (S3) */

mux2to1 M14 (W0, W1, S3, Y);

endmodule

TOP TO DOWN APPROACH:--

// 2 : 1 Multiplexer

module mux2_1(

    input I0, I1,

    input S,

    output Y

);

    assign Y = (~S & I0) | (S & I1);

endmodule

// 4 : 1 Multiplexer (using 2 : 1 MUX)

module mux4_1(

    input I0, I1, I2, I3,

    input S1, S0,

    output Y

);

    wire w1, w2;

    mux2_1 M1 (I0, I1, S0, w1);

    mux2_1 M2 (I2, I3, S0, w2);

    mux2_1 M3 (w1, w2, S1, Y);

endmodule

// 16 : 1 Multiplexer (Top-Down Structural)

module mux16_1(

    input I0, I1, I2, I3, I4, I5, I6, I7,

          I8, I9, I10, I11, I12, I13, I14, I15,

    input S3, S2, S1, S0,

    output Y

);

    wire w1, w2, w3, w4;

    // Four 4 : 1 MUX blocks

    mux4_1 A1 (I0,  I1,  I2,  I3,  S1, S0, w1);

    mux4_1 A2 (I4,  I5,  I6,  I7,  S1, S0, w2);

    mux4_1 A3 (I8,  I9,  I10, I11, S1, S0, w3);

    mux4_1 A4 (I12, I13, I14, I15, S1, S0, w4);

    // Final 4 : 1 MUX

    mux4_1 A5 (w1, w2, w3, w4, S3, S2, Y);

endmodule