四位全加器的VHDL与VerilogHDL实现.doc

四位全加器的VHDL/VerilogHDL实现加法器的分类(一)半加器能对两个1位二进制数进行相加而求得和及进位的逻辑电路称为半加器。或:只考虑两个一位二进制数的相加,而不考虑来自低位进位数的运算电路,称为半加器。图1为半加器的方框图。图2为半加器原理图。其中:A、B分别为被加数与加数,作为电路的输入端;S为两数相加产生的本位和,它和两数相加产生的向高位的进位C一起作为电路的输出。根据二进制数相加的原则,得到半加器的真值表如表1所列。信号输入信号输出ABSC00000**********表1半加器的真值表由真值表可分别写出和数S,进位数C的逻辑函数表示式为:(1)C=AB(2)由此可见,式(1)是一个异或逻辑关系,可用一个异或门来实现;式(2)可用一个与门实现。仿真结果如图3所示:图3半加器仿真图(二)全加器除本位两个数相加外,还要加上从低位来的进位数,称为全加器。图4为全加器的方框图。图5全加器原理图。被加数Ai、加数Bi从低位向本位进位Ci-1作为电路的输入,全加和Si与向高位的进位Ci作为电路的输出。能实现全加运算功能的电路称为全加电路。全加器的逻辑功能真值表如表2中所列。信号输入端信号输出端AiBiCiSiCi00000001100101001101100101010**********表2全加器逻辑功能真值表多位全加器连接能够是逐位进位,也能够是超前进位。逐位进位也称串行进位,其逻辑电路简单,但速度也较低。加法器的VHDL实现(一)半加器VHDL语言描述语句为:so<=axorb;co<=aandb程序设计:libraryieee;;entityh_adderisport(a,b:instd_logic;so,co:outstd_logic);――定义输入、输出端口endh_adder;architecturebhofh_adderisbeginso<=axorb;――“异或”运算co<=aandb;――“与”运算endbh;(二)全加器1位全加器可由两个半加器组成,在半加器的基础上,采用元件调用和例化语句,将件连接起来,而实现全加器的VHDL编程和整体功能。全加器包含了两个半加器和一个或门。在此基础上可设计出四位全加器。六、四位全加器四位全加器VHDL程序代码如下:libraryieee;;;entityaddisport(cin:instd_logic; a,b:instd_logic_vector(3downto0); s:outstd_logic_vector(3downto0); cout:outstd_logic);endadd4;architecturebehofadd4issignalsint:std_logic_vector(4downto0);signalaa,bb:std_logic_vector(4downto0);beginaa<='0'&a(3downto0);--4位加数矢量扩为5位,提供进位空间bb<='0'&b(3downto0);sint<=aa+bb+cin;s(3downto0)<=sint(3downto0);cout<=sint(4