FPGA学习-7：较为复杂的组合电路 上

Posted 2021-06-12 [呲溜]

上一节我们学习了基本的3-8译码器组合电路verilog写法

这一次我们来点有难度的，写一个整型全加器

在此基础上再写一个单周期无符号整型乘法器

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首先从简单的开始：半加器

半加器真值表

A	B	C
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0

真值表可以写为：

C = A xor B

可以看到半加器就是2个1位二进制数相加

verilog行为级代码如下：

module Half_adder(
    input A,
    input B,
    output Y
);

assign Y = A + B;

endmodule

门级代码如下：

module Half_adder(
    input A,
    input B,
    output Y
);

xor(Y,A,B);

endmodule

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但是要想实现8位，16位，甚至32位的整数加法单单是半加器无法完成的

实际运算过程种也有加法的进位，半加器无法传递进位信息

所以我们需要 “全加器”

全加器真值表

A	B	C(上一位进位信号)	D(当前进位信号)	Y
0	0	0	0	0
0	0	1	0	1
...	...	...	...	...
0	1	1	1	0
...	...	...	...	...
1	1	1	1	1

真值表可以写为:

D = (A and B) or (A and C) or (B and C)
Y = (A xor B) xor C

行为级代码如下:

module Adder(
    input A,
    input B,    
	input C,    
	output D,
    output Y
);

assign {D,Y} = A+B+C;

endmodule

门级代码如下

module Adder(
    input A,
    input B,    
	input C,    
	output D,
    output Y
);

wire t1,t2,t3,t4;
xor(t1,A,B);
xor(Y,t1,C);

and(t2,A,B);
and(t3,A,C);
and(t4,B,C);
or(D,t2,t3,t4);

endmodule

由于篇幅原因，下一篇再介绍加法器和乘法器的写法