用verilog编写的8位扩展超前进位加法器代码
基于verilog的8位加法器设计验证

#10$finish;
end
initial $monitor($time,,"%d + %d + %b = {%b, %d}",a,b,cin,c,sum);
endll
# 0 0 + 0 + 0 = {0, 0}
reg [7:0] a;
reg [7:0] b;
reg cin;
// wires
wire c;
wire [7:0] sum;
// assign statements (if any)
adder_8 i1 (
// port map - connection between master ports and signals/registers
实验名称
专业、年级
学号
姓名
8位加法器设计验证
以下内容由实验指导教师填写(实验内容请以批注的形式批阅)
实验项目完成情况
实验项目成绩
指导教师
时间
年月日
实验二:8位加法器设计验证
一:8位全加器的源程序:
module adder_8(sum,c,a,b,cin);
output[7:0] sum;
output c;
# Time: 50 ns Iteration: 0 Instance: /adder_8_vlg_tst
四:测试波形如下图所示:
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.a(a),
.b(b),
.c(c),
.cin(cin),
【CPLD EPM570】Verilog实现8位8段数码管显示

Verilog实现8位8端数码管显示1 原理图2个4位的数码管,组成的8位8段数码管,每个4位数码管的数据线独立,其实是可以以总线形式连接在一起的,可以减少IO。
共阳极的供电端用了三极管增加驱动,否则IO供电驱动多个数码管时有困难。
2 CPLD代码module LED_8segment (clk_24m,reset_n,Bit_line, //数码管位选择线。
Data_line_h, //高4位数码管数据线。
Data_line_l //低4位数码管数据线。
);input wire clk_24m;input wire reset_n;output wire [7:0] Bit_line; //8位位选择线,对应8位的数码管。
output wire [0:7] Data_line_h; //8位数据线,对应abcdefg和dp共8段LED。
output wire [0:7] Data_line_l;/****************************************************************************** 24M时钟分频,用于内部控制及计数等。
******************************************************************************/ reg [16:0] count_div1;wire condition_183; //183 Hz时钟信号。
always @ (posedge clk_24m or negedge reset_n)beginif(reset_n == 1'b0)count_div1 <= 16'h00000;elsecount_div1 <= count_div1 + 16'h00001;end/****************************************************************************** condition_183:183Hz时钟信号,高电平持续一个24MHz时钟周期,其余时间为低电平。
八位移位寄存器verilog代码

一、引言在数字电路设计中,移位寄存器是十分常见的电路元件。
它能够对输入的数据按照特定的规则进行位移操作,常见的有左移、右移、循环移位等。
在Verilog语言中,我们可以通过编写代码来实现八位移位寄存器。
本文将从深度和广度方面展开对八位移位寄存器的Verilog代码进行全面评估,并撰写有价值的文章。
二、基本概念在开始编写八位移位寄存器的Verilog代码之前,我们首先要明确其基本概念。
移位寄存器是一种能够在时钟信号的控制下,对输入数据进行位移操作的寄存器。
而八位移位寄存器则是指这个寄存器能够对八位二进制数据进行位移。
这意味着在Verilog代码中,我们需要定义一个八位的寄存器,并编写移位操作的逻辑。
我们还需要考虑如何控制时钟信号和输入数据,以使得移位操作能够按照我们的期望进行。
三、Verilog代码实现```verilogmodule shift_register(input wire clk, // 时钟信号input wire rst, // 复位信号input wire [7:0] data_in, // 输入数据output reg [7:0] data_out // 输出数据);// 初始化寄存器always @(posedge clk or posedge rst)beginif (rst)data_out <= 8'b00000000; // 复位时,将寄存器清零elsedata_out <= data_in; // 否则将输入数据写入寄存器end// 左移操作always @(*)begindata_out = {data_out[6:0], 1'b0}; // 将寄存器中的数据向左移动一位end// 右移操作always @(*)begindata_out = {1'b0, data_out[7:1]}; // 将寄存器中的数据向右移动一位endendmodule```以上是一个简单的八位移位寄存器的Verilog代码实现。
verilog八位十进制计数器实验报告附源代码修订版

v e r i l o g八位十进制计数器实验报告附源代码修订版IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】8位10进制计数器实验报告一、实验目的学习时序逻辑电路学会用verilog语言设计时序逻辑电路掌握计数器的电路结构掌握数码管动态扫描显示原理二、实验内容实现一个8bit十进制(BCD码)计数器端口设置:用拨动开关实现复位和使能LED灯来表示8位数据用数码管显示16进制的八位数据1.复位时计数值为8‘h02.复位后,计数器实现累加操作,步长为1,逢9进1,,计数值达到8‘h99后,从0开始继续计数3.使能信号为1时正常计数,为0时暂停计数,为1时可继续计数。
4.每0.5s计数值加15.8位的结果显示在LED灯上,其中LED灯亮表示对应的位为1,LED灯灭表示对应的灯为06.用isim进行仿真,用forever语句模拟时钟信号输入,并给变量赋值仿真initial语句。
7.用7段数码管的后两位显示16进制下8位结果。
三、实验结果烧写结果:拨动reset开关到1时,LED灯显示10010000,7段数码管显示“90”。
之后拨动WE开关呢,开始计数,LED开始变化并且7段数码管开始计数。
从99后到达00,LED重新开始从00000000开始亮,且数码管重新从00开始计数。
之后拨动WE开关,暂停计数,LED暂停亮灭,七段数码管暂停变化,WE拨回1,继续计数。
拨动复位信号时,无视WE信号,直接复位。
仿真结果:当输入reset信号时波形变化如下当达到一个扫描信号的周期时的波形如下当达到一个以上计数信号的周期时的波形实验分析:实验总体结构和模块间关系如图所示:(其中还需要补上使能信号)实验原理:由于要求实现数码管和LED灯的显示,先考虑LED灯,可以直接由8位输出信号控制,而数码管需要同时显示两个不同的数字,需要时分复用,即快速的交替显示十位和个位,利用人眼的视觉暂留来达到同时显示。
使用verilog_hdl实现8位宽,256位的深的同步fifo的实验原理

使用verilog hdl实现8位宽,256位的深的同步fifo的实验原理1. 引言1.1 概述本文旨在介绍如何使用Verilog HDL实现一个具有8位宽和256位深度的同步FIFO(First In, First Out)电路。
FIFO是一种常用的数据缓存结构,被广泛应用于数字系统中,具有先进先出的特性,能够实现数据的有序存储和检索。
文章将从FIFO的简介开始讲解,然后深入探讨同步FIFO设计时需要考虑的要点,并通过使用Verilog HDL进行设计和实现过程,最后对实验结果进行仿真验证、波形分析以及功能测试与性能评估。
1.2 文章结构本文总共包括五个部分。
首先是引言部分,概述了本文的目标和内容。
接下来是实验原理部分,从FIFO基本概念入手,详细介绍了同步FIFO设计时需要注意的要点以及Verilog HDL语言的简介。
然后是设计与实现部分,给出了8位宽、256位深度同步FIFO电路的设计思路,并逐步引导读者完成Verilog HDL代码的编写。
紧接着是实验结果与分析部分,通过仿真验证、波形分析以及功能测试与性能评估来验证所设计的同步FIFO电路是否符合预期。
最后是结论与展望部分,对实验结果进行总结,并探讨未来可能的改进方向和应用领域。
1.3 目的本文的主要目的是介绍使用Verilog HDL实现8位宽、256位深度同步FIFO电路的原理和方法。
读者可以通过本文了解到FIFO的基本原理和设计要点,以及如何使用Verilog HDL进行FIFO电路的实现。
通过本文,希望读者能够掌握基本的数字电路设计技巧和Verilog HDL编程能力,并在实践中提高对于同步FIFO电路设计的理解和应用能力。
同时,读者还可以通过仿真验证和功能测试等手段深入理解所实现的同步FIFO电路的性能特点,并为相关领域的研究与应用提供参考依据。
2. 实验原理:2.1 FIFO简介FIFO(First-In-First-Out)是一种常见的数据缓冲区结构,它的基本原则是按照先进先出的顺序处理输入和输出数据。
verilog语言编写8位全加器

8位全加器一、实验目得用verilog语言编写一个8位全加器,并在modelsim软件上进行仿真。
二、代码1、源代码:module add8(sum,cout,in1,in2,cin);input [7:0] in1,in2;inputcin;output [7:0] sum;output cout;assign {cout,sum}=in1+in2+cin;endmodule2、激励:`timescale 1ns/100psmodule add8_tb;reg[7:0] A,B;reg CIN;wire [7:0] SUM;wireCOUT;add8 ul(、sum(SUM),、cout(COUT),、in1(A),、in2(B),、cin(CIN));initialbeginA=8'd0;B=8'd0;CIN=1'b0;#10 A=8'd20;B=8'd129;CIN=1'b1;#10 A=8'd27;B=8'd19;CIN=1'b0;#10 A=8'd157;B=8'd29;CIN=1'b0;#10 A=8'd37;B=8'd68;CIN=1'b0;#10 A=8'd11;B=8'd69;CIN=1'b0;#10 A=8'd54;B=8'd67;CIN=1'b1;#10 A=8'd211;B=8'd0;CIN=1'b0;#10 A=8'd87;B=8'd43;CIN=1'b1;#10 A=8'd23;B=8'd171;CIN=1'b0;#10 A=8'd12;B=8'd12;CIN=1'b1;#10 A=8'd112;B=8'd115;CIN=1'b0;endendmodule三、实验过程1、上机过程2、仿真波形3、波形说明波形图中,从上至下依次为:输入加数A、输入加数B、输入进位CIN、输出进位COUT、输出与SUM。
超前进位加法器设计(参考资料)

加法器设计(三)超前进位加法器(Verilog)超前进位加法器module add4_head ( a, b, ci, s, pp, gg);input[3:0] a;input[3:0] b;input ci;output[3:0] s;output pp;output gg;wire[3:0] p;wire[3:0] g;wire[2:0] c;assign p[0] = a[0] ^ b[0];assign p[1] = a[1] ^ b[1];assign p[2] = a[2] ^ b[2];assign p[3] = a[3] ^ b[3];assign g[0] = a[0] & b[0];assign g[1] = a[1] & b[1];assign g[2] = a[2] & b[2];assign g[3] = a[3] & b[3];assign c[0] = (p[0] & ci) | g[0];assign c[1] = (p[1] & c[0]) | g[1];assign c[2] = (p[2] & c[1]) | g[2];assign pp = p[3] & p[2] & p[1] & p[0];assign gg = g[3] | (p[3] & (g[2] | p[2] & (g[1] | p[1] & g[0])));assign s[0] = p[0] ^ ci;assign s[1] = p[1] ^ c[0];assign s[2] = p[2] ^ c[1];assign s[3] = p[3] ^ c[2];endmodule首先要明确几个概念:p表示进位否决信号(pass),如果p为0就否决调前一级的进位输入。
否决的意思就是即使前一级有进位,本级也不会向后一级产生进位输出。
8位ALU算术逻辑单元verilog语言

理工大学城市学院FPGA实验报告实验容:8位ALU系别班级:电子1004班学号::日期:2013.4.14一.设计概述:一种基于可编程逻辑器件FPGA和硬件描述语言的8位的ALU的设计方法。
该ALU 采用层次设计方法,有寄存器模块、控制模块和显示模块组成,能实现8位无符号数的取值、加减和4种逻辑运算(与、或、异或、同或)。
该ALU在QuartusII软件环境下进行功能仿真,通过DE2验证。
二.设计功能:1、该处理器的数据宽度为8bit,可以实现算术加法、减法、逻辑与、逻辑或、逻辑非、逻辑与非、逻辑或非和逻辑异或等8种运算。
2、用选择端opcode [2:0] 选择8种运算,2个操作数分别是a_r [7:0]和b_r[7:0],运算结果是alu_out[7:0];并定义选择如下。
3、使用DE2板上的3个拨码开关设置当前ALU的运算功能,再由8个拨码开关给定数据A和数据B,由一个按键key手动提供脉冲。
三.设计方案:本设计共有5个模块。
1)脉冲输出器(key手动脉冲),计数依次产生4个脉冲到各个部件,第一个脉冲启动信号。
2)寄存器A,第二个脉冲来时锁存数据A,并在数码管上显示。
3)寄存器B,第三个脉冲来时锁存数据B,并在数码管上显示。
4)8位ALU,第四个脉冲来时进行运算,并锁存结果alu_out。
5)结果显示器,将结果显示通过DE2上的数码管显示。
四.程序分析:主程序模块:module alu8(clk,clk_r,rst,a,b,alu_out,opcode,sw_ab,HEX1, HEX0, HEX7, HEX6, HEX5, HEX4);input clk,rst,clk_r;input [7:0] sw_ab;input [2:0] opcode;output [6:0] HEX1, HEX0, HEX7, HEX6, HEX5, HEX4;output [7:0] a;output [7:0] b;output [7:0] alu_out;rega U1(.clk(clk),.rst(rst),.sw_ab(sw_ab),.a_r(a),.clk_r(clk_r),.HEX7(HEX7),. HEX6(HEX6)); regb U2(.clk(clk),.rst(rst),.sw_ab(sw_ab),.b_r(b),.clk_r(clk_r),.HEX5(HEX5),. HEX4(HEX4)); alur U3(.clk(clk),.rst(rst),.a_r(a),.b_r(b),.alu_out(alu_out),.opcode(opcode));digital U4(.clk_r(clk_r),.rst(rst),.alu_out(alu_out),.HEX1(HEX1),. HEX0(HEX0)); endmodule第一位数A模块:module rega (clk,clk_r,rst,sw_ab,a_r,HEX7,HEX6);input [7:0] sw_ab;input clk,clk_r,rst;output [7:0] a_r;reg [7:0] a_r;output reg[6:0] HEX7,HEX6;reg [3:0]t;always (posedge clk or negedge rst)if(!rst)t<=1'd0;else if(cnt==5)t<=1'd0;elset<=cnt+1'd1;always (posedge clk or negedge rst)if(!rst) a_r=0;else if(cnt==1) a_r=sw_ab;else a_r=a_r;parameter seg0=7'b1000000,seg1=7'b1111001,seg2=7'b0100100,seg3=7'b0110000,seg4=7'b0011001,seg5=7'b0010010, seg6=7'b0000010,seg7=7'b1111000,seg8=7'b0000000,seg9=7'b0010000,sega=7'b0001000,segb=7'b00000 11,segc=7'b1000110,segd=7'b0100001,sege=7'b0000110,segf=7'b0001110;always (posedge clk_r)case(a_r[3:0])4'h0: HEX6[6:0]=seg0;4'h1: HEX6[6:0]=seg1;4'h2: HEX6[6:0]=seg2;4'h3: HEX6[6:0]=seg3;4'h4: HEX6[6:0]=seg4;4'h5: HEX6[6:0]=seg5;4'h6: HEX6[6:0]=seg6;4'h7: HEX6[6:0]=seg7;4'h8: HEX6[6:0]=seg8;4'h9: HEX6[6:0]=seg9;4'ha: HEX6[6:0]=sega;4'hb: HEX6[6:0]=segb;4'hc: HEX6[6:0]=segc;4'hd: HEX6[6:0]=segd;4'he: HEX6[6:0]=sege;4'hf: HEX6[6:0]=segf;default:HEX6[6:0]=seg0;endcasealways (posedge clk_r)case(a_r[7:4])4'h0: HEX7[6:0]=seg0;4'h1: HEX7[6:0]=seg1;4'h2: HEX7[6:0]=seg2;4'h3: HEX7[6:0]=seg3;4'h4: HEX7[6:0]=seg4;4'h5: HEX7[6:0]=seg5;4'h6: HEX7[6:0]=seg6;4'h7: HEX7[6:0]=seg7;4'h8: HEX7[6:0]=seg8;4'h9: HEX7[6:0]=seg9;4'ha: HEX7[6:0]=sega;4'hb: HEX7[6:0]=segb;4'hc: HEX7[6:0]=segc;4'hd: HEX7[6:0]=segd;4'he: HEX7[6:0]=sege;4'hf: HEX7[6:0]=segf;default:HEX7[6:0]=seg0;endcaseendmodule第二位数B模块:module regb (clk,clk_r,rst,sw_ab,b_r,HEX5,HEX4); input [7:0] sw_ab;input clk,clk_r,rst;output [7:0] b_r;reg [7:0] b_r;output reg[6:0] HEX5,HEX4;reg [3:0]t;always (posedge clk or negedge rst)if(!rst)t<=1'd0;else if(cnt==5)t<=1'd0;elset<=cnt+1'd1;always (posedge clk or negedge rst)if(!rst) b_r=0;else if(cnt==2) b_r=sw_ab;else b_r=b_r;parameter seg0=7'b1000000,seg1=7'b1111001,seg2=7'b0100100,seg3=7'b0110000,seg4=7'b0011001,seg5=7'b0010010,seg6=7'b000001 0,seg7=7'b1111000,seg8=7'b0000000,seg9=7'b0010000,sega=7'b0001000,segb=7'b00000 11,segc=7'b1000110,segd=7'b0100001,sege=7'b0000110,segf=7'b0001110;always (posedge clk_r)case(b_r[3:0])4'h0: HEX4[6:0]=seg0;4'h1: HEX4[6:0]=seg1;4'h2: HEX4[6:0]=seg2;4'h3: HEX4[6:0]=seg3;4'h4: HEX4[6:0]=seg4;4'h5: HEX4[6:0]=seg5;4'h6: HEX4[6:0]=seg6;4'h7: HEX4[6:0]=seg7;4'h8: HEX4[6:0]=seg8;4'h9: HEX4[6:0]=seg9;4'ha: HEX4[6:0]=sega;4'hb: HEX4[6:0]=segb;4'hc: HEX4[6:0]=segc;4'hd: HEX4[6:0]=segd;4'he: HEX4[6:0]=sege;4'hf: HEX4[6:0]=segf;default:HEX4[6:0]=seg0;endcasealways (posedge clk_r)case(b_r[7:4])4'h0: HEX5[6:0]=seg0;4'h1: HEX5[6:0]=seg1;4'h2: HEX5[6:0]=seg2;4'h3: HEX5[6:0]=seg3;4'h4: HEX5[6:0]=seg4;4'h5: HEX5[6:0]=seg5;4'h6: HEX5[6:0]=seg6;4'h7: HEX5[6:0]=seg7;4'h8: HEX5[6:0]=seg8;4'h9: HEX5[6:0]=seg9;4'ha: HEX5[6:0]=sega;4'hb: HEX5[6:0]=segb;4'hc: HEX5[6:0]=segc;4'hd: HEX5[6:0]=segd;4'he: HEX5[6:0]=sege;4'hf: HEX5[6:0]=segf;default:HEX5[6:0]=seg0;endcaseendmodule运算模块:module alur(clk,rst,alu_out,a_r,b_r,opcode,zero);output [7:0] alu_out;output zero;input [7:0] a_r,b_r;input [2:0] opcode;input clk,rst;reg [7:0] alu_out;reg [3:0]t;parameterquA=3'b000,quB=3'b001,ADD=3'b010,DEC=3'b011,ANDD=3'b100,XORR=3'b101,XOR =3'b110,NXOP=3'b111;assign zero=!a_r;always (posedge clk or negedge rst)if(!rst)t<=1'd0;else if(cnt==5)t<=1'd0;elset<=cnt+1'd1;always (posedge clk or negedge rst)if(!rst) alu_out=0;else if(cnt==3) begincasex(opcode)quA: alu_out<=a_r;quB: alu_out<=b_r;ADD: alu_out<=a_r+b_r;DEC: alu_out<=a_r-b_r;ANDD: alu_out<=a_r&b_r;XORR: alu_out<=a_r|b_r;XOR: alu_out<=a_r^b_r;NXOP: alu_out<=a_r^~b_r;default: alu_out<=8'bxxxx_xxxx;endcaseendelse alu_out=0;endmodule结果显示模块:module digital(clk_r,rst,alu_out,HEX1,HEX0);input [7:0] alu_out;input clk_r,rst;output reg[6:0] HEX1,HEX0;parameter seg0=7'b1000000,seg1=7'b1111001,seg2=7'b0100100,seg3=7'b0110000,seg4=7'b0011001,seg5=7'b0010010,seg6=7'b000001 0,seg7=7'b1111000,seg8=7'b0000000,seg9=7'b0010000,sega=7'b0001000,segb=7'b00000 11,segc=7'b1000110,segd=7'b0100001,sege=7'b0000110,segf=7'b0001110;always (posedge clk_r)case(alu_out[3:0])4'h0: HEX0[6:0]=seg0;4'h1: HEX0[6:0]=seg1;4'h2: HEX0[6:0]=seg2;4'h3: HEX0[6:0]=seg3;4'h4: HEX0[6:0]=seg4;4'h5: HEX0[6:0]=seg5;4'h6: HEX0[6:0]=seg6;4'h7: HEX0[6:0]=seg7;4'h8: HEX0[6:0]=seg8;4'h9: HEX0[6:0]=seg9;4'ha: HEX0[6:0]=sega;4'hb: HEX0[6:0]=segb;4'hc: HEX0[6:0]=segc;4'hd: HEX0[6:0]=segd;4'he: HEX0[6:0]=sege;4'hf: HEX0[6:0]=segf;default: HEX0[6:0]=seg0;endcasealways (posedge clk_r)case(alu_out[7:4])4'h0: HEX1[6:0]=seg0;4'h1: HEX1[6:0]=seg1;4'h2: HEX1[6:0]=seg2;4'h3: HEX1[6:0]=seg3;4'h4: HEX1[6:0]=seg4;4'h5: HEX1[6:0]=seg5;4'h6: HEX1[6:0]=seg6;4'h7: HEX1[6:0]=seg7;4'h8: HEX1[6:0]=seg8;4'h9: HEX1[6:0]=seg9;4'ha: HEX1[6:0]=sega;4'hb: HEX1[6:0]=segb;4'hc: HEX1[6:0]=segc;4'hd: HEX1[6:0]=segd;4'he: HEX1[6:0]=sege;4'hf: HEX1[6:0]=segf; default: HEX1[6:0]=seg0; endcaseendmodule五.仿真实现:整体图:波形图:六.硬件实现:1.引脚图:2.分析结果说明:开关0~2是算法选择,具体算法类型见设计功能第2项开关10~17数字输入,用8位二进制数表示两个十六进制数,每四位表示一位按键0是锁存及运算,当开关10~17输入一个数A时,按下按键0,数据就是锁存,再输入数就是数B,而当数据B也锁存后,再次按下按键0,就会显示运算结果按键1是复位键七.总结:通过这次FPGA实验课让我明白了真正的编程不像是那些C语言小程序那么简单,为了这次实验算是绞尽脑汁,最后为了读懂程序,还去专门找了Verilog语言辅导书,不管过程再怎么复杂曲折,总算是顺利的完成了实验任务,到了现在回顾为期6周的学习过程,也有一些时候是因为上课不认真,为后来的程序设计增加了难度,也有一些原因是因为自己本身能力不足导致设计接连失败,不得不说,也有一部分原因是因为学习实验室的器件不足,限制了实验设计的围,也使实验难度增加。
一个简单的8位处理器完整设计过程及verilog代码

一个简单的8位处理器完整设计过程及verilog代码来源: EETOP BBS 作者:weiboshe一个简单的8位处理器完整设计过程及verilog代码,适合入门学习参考,并含有作者个人写的指令执行过程(点击下方阅读原文到论坛可下载源码)1. CPU定义我们按照应用的需求来定义计算机,本文介绍一个非常简单的CPU的设计,它仅仅用来教学使用的。
我们规定它可以存取的存储器为64byte,其中1byte=8bits。
所以这个CPU就有6位的地址线A[5:0],和8位的数据线D[7:0]。
我们仅定义一个通用寄存器AC(8bits寄存器),它仅仅执行4条指令如下:Instruction Instruction Code OperationADD00AAAAAA AC<—AC+M[AAAAAA]AND01AAAAAA AC<—AC^M[AAAAAA]JMP10AAAAAA GOTO AAAAAAINC11XXXXXX AC<—AC+1除了寄存器AC外,我们还需要以下几个寄存器:地址寄存器 A[5:0],保存6位地址。
程序计数器 PC[5:0],保存下一条指令的地址。
数据寄存器 D[7:0],接受指令和存储器来的数据。
指令寄存器 IR[1:0],存储指令操作码。
2. 取指设计在处理器执行指令之前,必须从存储器取出指令。
其中取指执行以下操作:1〉通过地址端口A[5:0]从地址到存储器2〉等待存储器准备好数据后,读入数据。
由于地址端口数据A[5:0]是从地址寄存器中读出的,所以取指第一个执行的状态是Fetch1: AR<—PC接下来cpu发出read信号,并把数据从存储器M中读入数据寄存器DR中。
同时pc加一。
Fetch2: DR<—M,PC<—PC+1接下来把DR[7:6]送IR,把DR[5:0]送ARFetch3: IR<—DR[7:6],AR<—DR[5:0]3. 指令译码Cpu在取指后进行译码一边知道执行什么指令,对于本文中的CPU来说只有4条指令也就是只有4个执行例程,状态图如下:4. 指令执行对译码中调用的4个例程我们分别讨论:4.1 ADD指令ADD指令需要CPU做以下两件事情:1〉从存储器取一个操作数2〉把这个操作数加到AC上,并把结果存到AC所以需要以下操作:ADD1: DR<—MADD2: AC<—AC+DR4.2 AND指令AND指令执行过程和ADD相似,需要以下操作:AND1: DR<—MAND2: AC<—AC^DR4.3 JMP指令JMP指令把CPU要跳转的指令地址送PC,执行以下操作JMP1: PC<—DR[5:0]4.4INC指令INC指令执行AC+1操作INC1: AC<—AC+1总的状态图如下:5 建立数据路径这一步我们来实现状态图和相应的寄存器传输。
verilog语言编写8位全加器

由一位全加器构成8位全加器电科6012202023 裴佳文一、实验目的用verilog语言编写由1位全加器构成8位全加器,自行编写testbench代码并在modelsim软件上进行仿真。
二、代码1、源代码:1位全加器:module P1(A,B,Cin,sum,Cout);input A,B,Cin;output sum,Cout;wire s1,t1,t2,t3;xor x1(s1,A,B),x2(sum,s1,Cin);and A1(t3,A,B),A2(t2,B,Cin),A3(t1,A,Cin);or o1(Cout,t1,t2,t3);endmodule由1位全加器构成8位全加器module P(J,W,Psum,PCout,PCin);input [7:0] J,W;input Pcin;output [7:0] Psum;output Pcout;wire [7:1]Ptemp;P1:PA1(.A(J[0]),.B(W[0]),.Cin(PCin),.sum(Psum[0]),.Cout(Ptemp[1])),PA2(.A(J[1]),.B(W[1]),.Cin(Ptemp[1]),.sum(Psum[1]),.Cout(Ptemp[2])),PA3(.A(J[2]),.B(W[2]),.Cin(Ptemp[2]),.sum(Psum[2]),.Cout(Ptemp[3])), PA4(.A(J[3]),.B(W[3]),.Cin(Ptemp[3]),.sum(Psum[3]),.Cout(Ptemp[4])),PA5(.A(J[4]),.B(W[4]),.Cin(Ptemp[4]),.sum(Psum[4]),.Cout(Ptemp[5]))PA6(.A(J[5]),.B(W[5]),.Cin(Ptemp[5]),.sum(Psum[5]),.Cout(Ptemp[6])) PA7(.A(J[6]),.B(W[6]),.Cin(Ptemp[6]),.sum(Psum[6]),.Cout(Ptemp[7])) PA8(.A(J[7]),.B(W[7]),.Cin(Ptemp[7]),.sum(Psum[7]),.Cout(PCout). endmodule2、激励:`timescale 1ns/100psmodule P_tb;reg[7:0] A,B;reg CIN;wire [7:0] SUM;wire COUT;P ul(.Psum(SUM),.PCout(COUT),.J(A),.W(B),.PCin(CIN));initialbeginA=8'd0;B=8'd0;CIN=1'b0;#10 A=8'd20;B=8'd129;CIN=1'b1;#10 A=8'd27;B=8'd19;CIN=1'b0;#10 A=8'd157;B=8'd29;CIN=1'b0;#10 A=8'd37;B=8'd68;CIN=1'b0;#10 A=8'd11;B=8'd69;CIN=1'b0;#10 A=8'd54;B=8'd67;CIN=1'b1;#10 A=8'd211;B=8'd0;CIN=1'b0;#10 A=8'd87;B=8'd43;CIN=1'b1;#10 A=8'd23;B=8'd171;CIN=1'b0;#10 A=8'd12;B=8'd12;CIN=1'b1;#10 A=8'd112;B=8'd115;CIN=1'b0;endendmodule三、实验过程1、仿真过程2、仿真波形3、波形说明波形图中,从上至下依次为:输入加数A、输入加数B、输入进位CIN、输出进位COUT、输出和SUM。
EDA技术与Verilog设计王金明版

sum=((ab)(a+b)+ab(a+b)) cin
sum=(ab) (a+b) cin
8位超前进位加法器
module add_ahead(sum,cout,a,b,cin); input[7:0] a,b; input cin; output[7:0] sum; output cout; wire[7:0] G,P; wire[7:0] C,sum; assign G[3]=a[3]&b[3]; assign P[3]=a[3]|b[3]; assign sum[3]=G[3]^P[3]^C[3]; assign C[4]=G[3]|(P[3]&C[3]); assign G[4]=a[4]&b[4]; assign P[4]=a[4]|b[4]; assign sum[4]=G[2]^P[2]^C[2]; assign C[5]=G[4]|(P[4]&C[4]); assign G[5]=a[5]&b[5]; assign P[5]=a[5]|b[5]; assign sum[5]=G[5]^P[5]^C[5]; assign C[6]=G[5]|(P[5]&C[5]);
结构描述方 式实现
8位级连加法器
1)速度特性: N位级联加法器运算的延时是1位全 加器的N倍,延时时间较长,不适宜在 需要高性能的设计中采用; 2)资源占用: 相对较低,在EPF10K10LC84-3器件 中,耗费16个LC单元。
8位并行加法器
module add_bx(cout,sum,a,b,cin); input[7:0] a,b; input cin; output[7:0] sum; output cout; assign {cout,sum}=a+b+cin; endmodule
8位4级流水线加法器verilog程序

8位4级流水线加法器verilog程序module adder8pip(cout,sum,cin,ina,inb,clk);input cin,clk;input[7:0] ina,inb;output cout;output[7:0] sum;reg cout,tempcin;reg[7:0] sum,tempa,tempb;reg firstco,secondco,thirdco; //前三级加法的进位输出reg[1:0] firstsum,thirdina,thirdinb;reg[3:0] secondsum,secondina,secondinb;reg[5:0] thirdsum,firstina,firstinb;always@ (posedge clk)begintempcin=cin;tempa=ina;tempb=inb;//输入数据缓存endalways@ (posedge clk)begin{firstco,firstsum}=tempa[1:0]+tempb[1:0]+tempcin;//第一级低2位相加firstina=tempa[7:2];firstinb=tempb[7:2];//未参加计算的数据缓存endalways@ (posedge clk)begin{secondco,secondsum}={firstina[1:0]+firstinb[1:0]+firstco,firstsum};//第二级2位相加,并与前一级结果合并secondina=firstina[5:2];secondinb=firstinb[5:2];//未参加计算的数据缓存endalways@ (posedge clk)begin{thirdco,thirdsum}={secondina[1:0]+secondinb[1:0]+secondco,secondsum};//第三级2位相加,并与前一级结果合并thirdina=secondina[3:2];thirdinb=secondinb[3:2];//未参加计算的数据缓存endalways@ (posedge clk)begin{cout,sum}={thirdina[1:0]+thirdinb[1:0]+thirdco,thirdsum};//第四级最高2位相加,并与前一级结果合并endendmodule综合之后发现如下警告:FF/Latch (without init value) has a constant value of 0 in block . This FF/Latch will be trimmed during the optimization process. 再看RTL电路图:果然cout被接地了。
Verilog数字电路设计

cout
sum[0]
sum[1]
sum[2]
sum[7]
8位级连加法器代码
module add_jl(sum,cout,a,b,cin); input[7:0] a,b; input cin; output[7:0] sum; output cout; full_add1 f0(a[0],b[0],cin,sum[0],cin1); full_add1 f1(a[1],b[1],cin1,sum[1],cin2); full_add1 f2(a[2],b[2],cin2,sum[2],cin3); full_add1 f3(a[3],b[3],cin3,sum[3],cin4); full_add1 f4(a[4],b[4],cin4,sum[4],cin5); full_add1 f5(a[5],b[5],cin5,sum[5],cin6); full_add1 f6(a[6],b[6],cin6,sum[6],cin7); full_add1 f7(a[7],b[7],cin7,sum[7],cout); endmodule
(4)查找表乘法器
查找表乘法器将乘积直接存放在存储器中,将操作 数(乘数和被乘数)作为地址访问存储器,得到的 输出数据就是乘法运算的结果。 查找表方式的乘法器速度只局限于所使用存储器的 存取速度。但由于查找表规模随操作数位数增加而 迅速增大,因此如用于实现位数宽的乘法操作,需 要FPGA器件具有较大的片内存储器模块。比如, 要实现8×8乘法,要求存储器的地址位宽为16位, 字长为16位,即存储器大小为1M比特。
第9章 Verilog数字电路设计
9.1 加法器
◆ 级连加法器 ◆ 并行加法器 ◆ 超前进位加法器
◆ 流水线加法器
verilog八位十进制计数器实验报告(附源代码)

8位10进制计数器实验报告一、实验目的●学习时序逻辑电路●学会用verilog语言设计时序逻辑电路●掌握计数器的电路结构●掌握数码管动态扫描显示原理二、实验内容实现一个8bit十进制(BCD码)计数器端口设置:用拨动开关实现复位和使能LED灯来表示8位数据用数码管显示16进制的八位数据1.复位时计数值为8‘h02.复位后,计数器实现累加操作,步长为1,逢9进1,,计数值达到8‘h99后,从0开始继续计数3.使能信号为1时正常计数,为0时暂停计数,为1时可继续计数。
4.每0.5s计数值加15.8位的结果显示在LED灯上,其中LED灯亮表示对应的位为1,LED灯灭表示对应的灯为06.用isim进行仿真,用forever语句模拟时钟信号输入,并给变量赋值仿真initial语句。
7.用7段数码管的后两位显示16进制下8位结果。
三、实验结果拨动reset开关到1时,LED灯显示10010000,7段数码管显示“90”。
之后拨动WE开关呢,开始计数,LED开始变化并且7段数码管开始计数。
从99后到达00,LED重新开始从00000000开始亮,且数码管重新从00开始计数。
之后拨动WE开关,暂停计数,LED暂停亮灭,七段数码管暂停变化,WE拨回1,继续计数。
拨动复位信号时,无视WE信号,直接复位。
仿真结果:当输入reset信号时波形变化如下当达到一个扫描信号的周期时的波形如下当达到一个以上计数信号的周期时的波形实验分析:实验总体结构和模块间关系如图所示:(其中还需要补上使能信号)实验原理:由于要求实现数码管和LED灯的显示,先考虑LED灯,可以直接由8位输出信号控制,而数码管需要同时显示两个不同的数字,需要时分复用,即快速的交替显示十位和个位,利用人眼的视觉暂留来达到同时显示。
这样就需要两种不同的频率信号。
一种是每0.5s一次,作为计数信号,用脉冲生成器生成,另一种是1ms一次的扫描信号,用降频器生成,将计数信号输入计数器来计数,并将计数的值和扫描信号同时输入扫描显示模块。
8位超前进位加法器

【verilog】8位超前进位加法器2010-12-22 21:16这是我的32位超前进位加法器的一部分。
其中的一个模块,一个8位的超前进位加法器。
我的32位的超前进位加法器是将4个模块再进行超前进位加法实现的。
也就是second level carry-lookahead adder:以下的代码就是上面的block0到block3。
代码://Written by alexyangfox#module eight_bit_unit(A,B,c0,G_level,PG_level,carry,sum);input [7:0] A; //加数Ainput [7:0] B; //加数Binput c0; //输入的进位c0 (Carry 0)output [7:0] sum; //输出和output G_level,PG_level,carry; //产生的极间PG(propagate)和G(generate)//因为我这里想要的是做2级超前进位加法器//一个32位的超前进位加法器由4个八位的超前进位加法器组成//然后四个加法器又被当作独立的模块,四个加法器再超前进位一次形成第二级wirepg0,pg1,pg2,pg3,pg4,pg5,pg6,pg7,g0,g1,g2,g3,g4,g5,g6,g7,c0,c1,c2,c3,c4,c5,c6,c7,c8;wire G_level,PG_level,carry;//全部 PG的计算(propagate)//有的人将PG定义为: PG=A + B//而我在此处使用通常定义: PG = A xor B//由于有这样的关系 A + B = (A xor B) + AB//但是AB已经在Gernerate中:C_n=Generator_(n-1) + Propagate_(n-1)*C_(n-1)//PG 和 G只是用来计算进位数的,所以使用哪种PG的定义并没有影响//在实际电路中,若使用PG=A+B的方案,还可以减少晶体管的使用//well,sth interesting :XOR is not "exclusive or" (nor),it's //"exclusive disjunction or"assign pg0=A[0]^B[0];assign pg1=A[1]^B[1];assign pg2=A[2]^B[2];assign pg3=A[3]^B[3];assign pg4=A[4]^B[4];assign pg5=A[5]^B[5];assign pg6=A[6]^B[6];assign pg7=A[7]^B[7];//计算所有的 Generate (G)assign g0=A[0] & B[0];assign g1=A[1] & B[1];assign g2=A[2] & B[2];assign g3=A[3] & B[3];assign g4=A[4] & B[4];assign g5=A[5] & B[5];assign g6=A[6] & B[6];assign g7=A[7] & B[7];//进位产生器//公式:C_n=Generator_(n-1) + Propagate_(n-1)*C_(n-1)//c1=g0 + pg0*c0assign c1=g0|( pg0 & c0);//c2=g1+ pg1*g0 + pg1*pg0*c0assign c2=g1|( pg1 & g0)|( pg1 & pg0 & c0);//c3=g2+ pg2*g1+ pg2*pg1*g0 + pg2*pg1*pg0*c0assign c3=g2|( pg2 & g1)|( pg2 & pg1 & g0)|( pg2 & pg1 & pg0 & c0);//c4= g3 + pg3*g2+ pg3*pg2*g1+ pg3*pg2*pg1*g0// + pg3*pg2*pg1*pg0*c0assign c4=g3|(pg3 & g2)|(pg3 & pg2 & g1)|( pg3 & pg2 & pg1 & g0)|(pg3 & pg2 & pg1 & pg0 & c0);//c5= g4 + pg4*g3 + pg4*pg3*g2+ pg4*pg3*pg2*g1// + pg4*pg3*pg2*pg1*g0 + pg4*pg3*pg2*pg1*pg0*c0assign c5=g4|( pg4 & g3)|( pg4 & pg3 & g2)|( pg4 & pg3 & pg2 & g1)|( pg4& pg3 & pg2 & pg1 & g0)|( pg4 & pg3 & pg2 & pg1 & pg0 & c0);//c6=g5 + pg5*g4 + pg5*pg4*g3 + pg5*pg4*pg3*g2// + pg5*pg4*pg3*pg2*g1 + pg5*pg4*pg3*pg2*pg1*g0// + pg5*pg4*pg3*pg2*pg1*pg0*c0assign c6=g5|( pg5 & g4)|( pg5 & pg4 & g3)|( pg5 & pg4 & pg3 & g2)|( pg5 & pg4 & pg3 & pg2 & g1)|( pg5 & pg4 & pg3 & pg2 & pg1 & g0)|( pg5 & pg4 & pg3 & pg2 & pg1 & pg0 & c0);//c7=g6 + pg6*g5 + pg6*pg5*g4 + pg6*pg5*pg4*g3 + pg6*pg5*pg4*pg3*g2// + pg6*pg5*pg4*pg3*pg2*g1 + pg6*pg5*pg4*pg3*pg2*pg1*g0// + pg6*pg5*pg4*pg3*pg2*pg1*pg0*c0assign c7=g6|( pg6 & g5)|( pg6 & pg5 & g4)|( pg6 & pg5 & pg4 & g3)|( pg6 & pg5 & pg4 & pg3 & g2)|( pg6 & pg5 & pg4 & pg3 & pg2 & g1)|( pg6 & pg5 & pg4 & pg3 & pg2 & pg1 & g0)|( pg6 & pg5 & pg4 & pg3 & pg2 & pg1 & pg0 & c0);//c8=g7 + pg7*g6 + pg7*pg6*g5 + pg7*pg6*pg5*g4 + pg7*pg6*pg5*pg4*g3 +pg7*pg6*pg5*pg4*pg3*g2// + pg7*pg6*pg5*pg4*pg3*pg2*g1 + pg7*pg6*pg5*pg4*pg3*pg2*pg1*g0//+ pg7*pg6*pg5*pg4*pg3*pg2*pg1*pg0*c0assign c8=g7|(pg7 & g6)|(pg7 & pg6 & g5)|(pg7 & pg6 & pg5 & g4)|(pg7 & pg6 & pg5 & pg4 & g3)|(pg7 & pg6 & pg5 & pg4 & pg3 & g2)|(pg7 & pg6 & pg5 & pg4 & pg3 & pg2 & g1)|(pg7 & pg6 & pg5 & pg4 & pg3 & pg2 & pg1 & g0)|(pg7 & pg6 & pg5 & pg4 & pg3 & pg2 & pg1 & pg0 & c0);//这句写成:c8=G_level|(pg7 & pg6 & pg5 & pg4 & pg3 & pg2 & pg1 & pg0 & c0);会减少器件使用,但是会增加延迟?//极间超前进位信号G_level和PG_level的产生//Actually I am building a two_level carry look ahead adder.//回顾上面C8的计算公式,将它拆解成两部分://C8=G_level + C0*PG_level//于是,我们很容易得到这个://G_level=item0+item1+...+item7//PG_level=pg7*pg6*pg5*pg4*pg3*pg2*pg1*pg0assign PG_level=pg7 & pg6 & pg5 & pg4 & pg3 & pg2 & pg1 & pg0;assign G_level=g7|(pg7 & g6)|(pg7 & pg6 & g5)|(pg7 & pg6 & pg5 & g4)|(pg7 & pg6 & pg5 & pg4 & g3)|(pg7 & pg6 & pg5 & pg4 & pg3 & g2)|(pg7 & pg6 & pg5 & pg4 & pg3 & pg2 & g1)|(pg7 & pg6 & pg5 & pg4 & pg3 & pg2 & pg1 & g0);//the parts above explains the term "Carry look_ahead"//计算输出结果//两个异或门(Xor GAtes)assign sum[0]=A[0] ^ B[0] ^ c0;assign sum[1]=A[1] ^ B[1] ^ c1;assign sum[2]=A[2] ^ B[2] ^ c2;assign sum[3]=A[3] ^ B[3] ^ c3;assign sum[4]=A[4] ^ B[4] ^ c4;assign sum[5]=A[5] ^ B[5] ^ c5;assign sum[6]=A[6] ^ B[6] ^ c6;assign sum[7]=A[7] ^ B[7] ^ c7;assign carry=c8;endmodule。
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+ Pi * Pi-1 * ... * P1 * P0 * C0
Gij = Gi + Pi * Gi-1 + Pi * Pi-1 * Gi-2 + ... + Pi * Pi-1 * ... * Pj+1 * Gj
Pij = Pi * Pi-1 * ... * Pj+1 * Pj;
Gi,i = Gi;
Pi,i = Pi;
***************************************************************************** */
module adder_8bits( s, co, a, b, ci );
assign c[ 5 ] = g04_04 | p04_04 & c[ 4 ];
assign c[ 6 ] = g05_04 | p05_04 & c[ 4 ];
assign c[ 7 ] = g06_06 | p06_06 & c[ 6 ];
assign c[ 8 ] = g07_00 | p07_00 & c[ 0 ];
8位扩展超前进位加法器
/* *****************************************************************************
Ci+1 = Ai * Bi + Bi * Ci + Ci * Ai
= Ai * Bi + ( Ai + Bi ) * Ci
Gi = Ai * Bi
Pi = Ai + Bi
Ci+1 = Gi + Pi * Ci
= Gi + Pi * ( Gi-1 + Pi-1 * Ci-1 )
= Gi + Pi * ( Gi-1 + Pi-1 * ( Gi-2 + Pi-2 * Ci-2 ) )
.
.
.
= Gi + Pi * ( Gi-1 + Pi-1 * ( Gi-2 + Pi-2 * ( ... ( G0 + P0 * C0 ) ... ) ) )
assign p07_06 = p[ 7 ] & p[ 6 ];
assign g07_04 = g07_06 | p07_06 & g05_04;
assign p07_04 = p07_06 & p05ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ04;
assign g07_00 = g07_04 | p07_04 & g03_00;
assign p07_00 = p07_04 & p03_00;
output [ 7 : 0 ] s;
output co;
input [ 7 : 0 ] a;
input [ 7 : 0 ] b;
input ci;
wire [ 7 : 0 ] g;
wire [ 7 : 0 ] p;
wire [ 8 : 0 ] c;
assign g = a & b;
assign p = a | b;
assign co = c[ 8 ];
assign s = a ^ b ^ c[ 7 : 0 ];
endmodule
module test;
reg clk;
reg [ 7 : 0 ] a;
reg [ 7 : 0 ] b;
reg ci;
wire [ 7 : 0 ] s;
initial begin
clk = 0;
/* *****************************************************************************
Ci+1 = Ai * Bi + Bi * Ci + Ci * Ai
ci = 1;
a = 8'b0000_0000;
b = 8'b0000_0000;
#10000 $stop;
end
always #5 clk <= ~clk;
always @( posedge clk ) begin
a <= a + 8'b0000_0001;
end
always @( negedge clk ) begin
assign g03_00 = g03_02 | p03_02 & g01_00;
assign p03_00 = p03_02 & p01_00;
assign g05_04 = g[ 5 ] | p[ 5 ] & g[ 4 ];
assign p05_04 = p[ 5 ] & p[ 4 ];
assign g07_06 = g[ 7 ] | p[ 7 ] & g[ 6 ];
assign p06_06 = p[ 6 ];
assign g01_00 = g[ 1 ] | p[ 1 ] & g[ 0 ];
assign p01_00 = p[ 1 ] & p[ 0 ];
assign g03_02 = g[ 3 ] | p[ 3 ] & g[ 2 ];
assign p03_02 = p[ 3 ] & p[ 2 ];
b <= b + 8'b0000_0001;
end
adder_8bits u( .s( s ), .co( co ), .a( a ), .b( b ), .ci( ci ) );
endmodule
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发布者:syinspire | 发表时间:2007-01-25 21:37 | 标签:32 bits adder
assign g00_00 = g[ 0 ];
assign p00_00 = p[ 0 ];
assign g02_02 = g[ 2 ];
assign p02_02 = p[ 2 ];
assign g04_04 = g[ 4 ];
assign p04_04 = p[ 4 ];
assign g06_06 = g[ 6 ];
assign c[ 0 ] = ci;
assign c[ 1 ] = g00_00 | p00_00 & c[ 0 ];
assign c[ 2 ] = g01_00 | p01_00 & c[ 0 ];
assign c[ 3 ] = g02_02 | p02_02 & c[ 2 ];
assign c[ 4 ] = g03_00 | p03_00 & c[ 0 ];