加法器电路的设计

加法器电路的设计第一页，共二十页，2022年，8月28日9.1.1级连加法器

结构由1位全加器级连

优点结构简单

缺点延时太长1位全加器a[0]b[0]sum[0]cin1位全加器a[1]b[1]sum[1]cin[1]1位全加器a[7]b[7]sum[7]cin[7]cout第二页，共二十页，2022年，8月28日【例9.1】8位级联加法器moduleadd_jl(sum,cout,a,b,cin);output[7:0]sum;outputcout;input[7:0]a,b;inputcin;第三页，共二十页，2022年，8月28日full_add1f0(a[0],b[0],cin,sum[0],cin1);full_add1f1(a[1],b[1],cin1,sum[1],cin2);full_add1f2(a[2],b[2],cin2,sum[2],cin3);full_add1f3(a[3],b[3],cin3,sum[3],cin4);full_add1f4(a[4],b[4],cin4,sum[4],cin5);full_add1f5(a[5],b[5],cin5,sum[5],cin6);full_add1f6(a[6],b[6],cin6,sum[6],cin7);full_add1f7(a[7],b[7],cin7,sum[7],cout);endmodule第四页，共二十页，2022年，8月28日1位全加器门级结构原理图第五页，共二十页，2022年，8月28日modulefull_add1(a,b,cin,sum,cout);inputa,b,cin;outputsum,cout;wires1,m1,m2,m3;and(m1,a,b),(m2,b,cin),(m3,a,cin);xor(s1,a,b),(sum,s1,cin);or(cout,m1,m2,m3);endmodule第六页，共二十页，2022年，8月28日8位级联加法器RTL图第七页，共二十页，2022年，8月28日9.1.2并行加法器

结构用加法运算符描述由EDA软件综合

优点运算速度快

第八页，共二十页，2022年，8月28日【例9.2】8位并行加法器moduleadd_bx(cout,sum,a,b,cin);output[7:0]sum;outputcout;input[7:0]a,b;inputcin;assign{cout,sum}=a+b+cin;endmodule第九页，共二十页，2022年，8月28日8位并行加法器RTL图第十页，共二十页，2022年，8月28日9.1.3超前进位加法器

结构引入超前进位链

优点运算速度快第十一页，共二十页，2022年，8月28日设计思路

1位全加器

SUM=A⊕B⊕Cin=AB⊕(A⊕B)⊕CinCout=AB+(A+B)Cin令G=AB进位产生

P=A+B进位传输

则SUM=G⊕P⊕Cin，Cout=G+PCin第十二页，共二十页，2022年，8月28日4位全加器

C0=CinC1=G0+P0C0=G0+P0Cin

C2=G1+P1C1=G1+P1G0+P1P0CinC3=G2+P2C2

=G2+P2G1+P2P1G0+P2P1P0CinC4=G3+P3C3

=G3+P3G2+P3P2G1+P3P2P1G0+P3P2P1P0CinCout=C4第十三页，共二十页，2022年，8月28日【例9.3】8位超前进位加法器moduleadd_ahead(sum,cout,a,b,cin);output[7:0]sum;//和outputcout;input[7:0]a,b;inputcin;wire[7:0]G,P;//进位产生，进位传输wire[7:0]C;//进位第十四页，共二十页，2022年，8月28日assignG[0]=a[0]&b[0];assignP[0]=a[0]|b[0];assignC[0]=cin;assignsum[0]=G[0]^P[0]^C[0];assignG[1]=a[1]&b[1];assignP[1]=a[1]|b[1];assignC[1]=G[0]|(P[0]&C[0]);assignsum[1]=G[1]^P[1]^C[1];assignG[2]=a[2]&b[2];assignP[2]=a[2]|b[2];assignC[2]=G[1]|(P[1]&C[1]);assignsum[2]=G[2]^P[2]^C[2];第十五页，共二十页，2022年，8月28日assignG[3]=a[3]&b[3];assignP[3]=a[3]|b[3];assignC[3]=G[2]|(P[2]&C[2]);assignsum[3]=G[3]^P[3]^C[3];assignG[4]=a[4]&b[4];assignP[4]=a[4]|b[4];assignC[4]=G[3]|(P[3]&C[3]);assignsum[4]=G[4]^P[4]^C[4];assignG[5]=a[5]&b[5];assignP[5]=a[5]|b[5];assignC[5]=G[4]|(P[4]&C[4]);assignsum[5]=G[5]^P[5]^C[5];第十六页，共二十页，2022年，8月28日assignG[6]=a[6]&b[6];assignP[6]=a[6]|b[6];assignC[6]=G[5]|(P[5]&C[5]);assignsum[6]=G[6]^P[6]^C[6];assignG[7]=a[7]&b[7];assignP[7]=a[7]|b[7];assignC[7]=G[6]|(P[6]&C[6]);assignsum[7]=G[7]^P[7]^C[7];assigncout=G[7]|(P[7]&C[7]);endmodule第十七页，共二十页，2022年，8月28日8位超前进位加法器RTL图第十八页，共二十页，2022年，8月28日9.1.4流水线加法器