加法器電路的設(shè)計

1、加法器電路的設(shè)計第1頁，共20頁，2022年，5月20日，14點55分，星期一9.1.1 級連加法器 結(jié)構(gòu) 由1位全加器級連 優(yōu)點 結(jié)構(gòu)簡單 缺點 延時太長1位全加器a0b0sum0cin1位全加器a1b1sum1cin11位全加器a7b7sum7cin7cout第2頁，共20頁，2022年，5月20日，14點55分，星期一【例9.1】8位級聯(lián)加法器module add_jl( sum, cout, a, b, cin );output7:0 sum;output cout;input7:0 a, b;input cin;第3頁，共20頁，2022年，5月20日，14點55分，星期一full_

2、add1 f0( a0, b0, cin, sum0, cin1 );full_add1 f1( a1, b1, cin1, sum1, cin2 );full_add1 f2( a2, b2, cin2, sum2, cin3 );full_add1 f3( a3, b3, cin3, sum3, cin4 );full_add1 f4( a4, b4, cin4, sum4, cin5 );full_add1 f5( a5, b5, cin5, sum5, cin6 );full_add1 f6( a6, b6, cin6, sum6, cin7 );full_add1 f7( a7, b

3、7, cin7, sum7, cout );endmodule第4頁，共20頁，2022年，5月20日，14點55分，星期一1位全加器門級結(jié)構(gòu)原理圖第5頁，共20頁，2022年，5月20日，14點55分，星期一module full_add1( a, b, cin, sum, cout );input a, b, cin;output sum, cout;wire s1, m1, m2, m3;and ( m1, a, b ), ( m2, b, cin ), ( m3, a, cin);xor ( s1, a, b ), ( sum, s1, cin );or ( cout, m1, m2,

4、 m3 );endmodule第6頁，共20頁，2022年，5月20日，14點55分，星期一8位級聯(lián)加法器RTL圖第7頁，共20頁，2022年，5月20日，14點55分，星期一9.1.2 并行加法器 結(jié)構(gòu) 用加法運算符描述 由EDA軟件綜合 優(yōu)點 運算速度快 第8頁，共20頁，2022年，5月20日，14點55分，星期一【例9.2】8位并行加法器module add_bx( cout, sum, a, b, cin );output7:0 sum;output cout;input7:0 a, b;input cin;assign cout, sum = a + b + cin;endmodu

5、le第9頁，共20頁，2022年，5月20日，14點55分，星期一8位并行加法器RTL圖第10頁，共20頁，2022年，5月20日，14點55分，星期一9.1.3 超前進位加法器 結(jié)構(gòu) 引入超前進位鏈 優(yōu)點 運算速度快第11頁，共20頁，2022年，5月20日，14點55分，星期一 設(shè)計思路 1位全加器 SUM = ABCin = AB(AB )Cin Cout = AB+(A+B) Cin 令 G = AB 進位產(chǎn)生 P = A+B 進位傳輸 則 SUM = GPCin， Cout = G+PCin第12頁，共20頁，2022年，5月20日，14點55分，星期一 4位全加器 C0 = Cin

6、 C1 = G0+P0C0 = G0+P0Cin C2 = G1+P1C1 = G1+P1G0+P1P0Cin C3 = G2+P2C2 = G2+P2G1+P2P1G0+P2P1P0Cin C4 = G3+P3C3 = G3+P3G2+ P3P2G1+P3P2P1G0+P3P2P1P0Cin Cout = C4第13頁，共20頁，2022年，5月20日，14點55分，星期一【例9.3】8位超前進位加法器module add_ahead( sum, cout, a, b, cin);output7:0 sum; / 和output cout;input7:0 a, b;input cin;wi

7、re7:0 G, P; / 進位產(chǎn)生，進位傳輸wire7:0 C; / 進位第14頁，共20頁，2022年，5月20日，14點55分，星期一assign G0 = a0 & b0;assign P0 = a0 | b0;assign C0 = cin;assign sum0 = G0 P0 C0;assign G1 = a1 & b1;assign P1 = a1 | b1;assign C1 = G0 | ( P0 & C0 );assign sum1 = G1 P1 C1;assign G2 = a2 & b2;assign P2 = a2 | b2;assign C2 = G1 | (

8、P1 & C1 );assign sum2 = G2 P2 C2;第15頁，共20頁，2022年，5月20日，14點55分，星期一assign G3 = a3 & b3;assign P3 = a3 | b3;assign C3 = G2 | ( P2 & C2 );assign sum3 = G3 P3 C3;assign G4 = a4 & b4;assign P4 = a4 | b4;assign C4 = G3 | ( P3 & C3 );assign sum4 = G4 P4 C4;assign G5 = a5 & b5;assign P5 = a5 | b5;assign C5 =

9、 G4 | ( P4 & C4 );assign sum5 = G5 P5 C5;第16頁，共20頁，2022年，5月20日，14點55分，星期一assign G6 = a6 & b6;assign P6 = a6 | b6;assign C6 = G5 | ( P5 & C5 );assign sum6 = G6 P6 C6;assign G7 = a7 & b7;assign P7 = a7 | b7;assign C7 = G6 | ( P6 & C6 );assign sum7 = G7 P7 C7;assign cout = G7 | ( P7 & C7 );endmodule第17頁，共20頁，2022年，5月20日，14點55分，星期一8位超前進位加法器RTL圖第18頁，共20頁，2022年，5月20日，14點55分，星期一9.1.4 流水線加法器 結(jié)構(gòu) 加入寄存器暫存中間結(jié)果 優(yōu)點