超前进位加法器

4-bit加法器示例 先看一下上一节得到的加法器实现，可以看出改进的地方。 不难发现整个过程是从右至左依次执行，每一个进位需要等前面的运算全完成，可以在一开始得到所有的进位吗？ 行波进位加法器（Ripple-Carry Adder,RCA） 像上面4-bit加法器这样实现的加法器被称作行波进位加法器,所有的进位像波浪一样向左推进。 结构特点：低位全加器的C out 连接到高一位全加器C in 优点：电路布局简单，设计方便 缺点：高位的运算必须等待低位的运算完成 4-bit RCA的门电路实现 我们考察其中的关键路径（延迟最长的路径） 总延迟时间：(T + T)*4 + T = 9T,推广到n位，总时间为(2n + 1)*T。降低总延迟时间就是我们优化的方向。 加法器的优化思路 主要思路：提前计算出“进位信号”。对进位信号进行分析： $C_{i+1} = (A_i · B_i) + (A_i · C_i) + (B_i · C_i) = (A_i · B_i) + (A_i + B_i) · C_i$ 设：生成信号( Genarate )：$G_i = A_i · B_i$,传播信号 (Propagate )：$P_i = A_i + B_i$,则：$C_{i+1} = G_i + P_i · C_i$ 如果把这看作一个递推公式，这是一个等差函数，通项可直接求出来，且只与$A_i$和

算术运算单元ALU的设计与实现 这是2018年大三时的一个课程设计，在这里把相关技术和用到的知识分享给大家。（由于编者水平有限可能存在错误的地方，欢迎大家指正）题目给出的要求如下： 一、设计题目及要求 要求： 1．进行两个四位二进制数的运算。 2．算术运算：A+B,A-B,A+1,A-1 3．逻辑运算：A and B,A or B,A not, A xor B 注意：从整体考虑设计方案，优化资源的利用 二、设计过程及内容 2.1总体设计 ALU算术运算单元由以下几个部分构成： 图1 ALU运算单元系统结构图 为了尽可能减少资源的使用(或以相同的资源增加更多的功能)，在此系统的基础上，增加基于寄存器的分时复用输入模块进行改进。 图2 基于分时复用方法的ALU运算单元结构 ①输入模块 该模块用于两个四位二进制数的输入。通过使用实验箱的拨码开关，输入高低电平，表示二进制的 1和0，四组拨码开关组合可以表示一个四位二进制数。 ②逻辑运算单元 该模块用于两个四位二级制数的逻辑运算。通过列出一位二进制数逻辑运算的真值表（含有四种不同的逻辑运算功能），得出了一位二进制数逻辑运算单元的表达式（已使用卡诺图化简）。将按照逻辑表达式连接好的多个一位二进制逻辑运算单元进行组合，可得到多位二进制数逻辑运算单元。 通过使用“真值表+卡诺图”的方法将所有的逻辑运算的表达式融合在一起进行化简

概述 之前学习了一位半加器与一/四位全加器的相关知识，接着学习超前进位加法器加深认识 八位级联进位加法器 设计文件 采用硬件行为方式描述八位全加器 123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445 module qjq(co,sum,a,b,ci); input[7:0] a,b; input ci; output[7:0] sum; output co; reg[7:0] sum; reg co; reg[7:0] G,P,C; //中间变量，分别是生产函数、传递函数、和进位函数always @(a or b or ci) begin G[0] =a[0] & b[0]; //生产函数，加数相与,产生进位 P[0] =a[0] | b[0]; //传递函数，如果a或b有不为0，则将进位输入传递 C[0] =ci; //最后位的进位输入，初始化位ci sum[0] =G[0]^ P[0] ^ C[0];//输出数据 G[1] =a[1] & b[1]; P[1] =a[1] | b[1]; C[1] =G[0] |(P[0] & C[0]);//c=ab+(a+b)ci=G|(P&ci) sum[1] =G[1] ^ P[1] ^ C[1]; G[2] =a[2] &