串行加法器
加法器设计介绍
加法器设计介绍算术逻辑部件主要处理算术运算指令和逻辑运算指令，它的核心单元是加法器。
这个加法器是影响算术逻辑部件整体性能的关键部分，因为几乎所有的算术运算和逻辑运算，都要通过它来完成。
加法器结构包括串行进位加法器(Carry Ripple Adder，CRA)、进位跳跃加法器(cany skip Adder，CKA)，以及较高速度的进位选择加法器(carry select Adder，CSA)、超前进位加法器(Can 了Look—a}lead Adder，CLA)和并行前缀加法器(Parallel Prcfix Adder)等。
串行进位加法器(CRA)串行进位加法器是最简单、最基本的加法器结构。
串行进位加法器的进位像水波一样依次通过每位，因此也称为“行波进位加法器”。
它每次只能进行一位运算，因此速度很慢。
如下图所示进位跳跃加法器(CKA)进位跳跃加法器是串行进位加法器的改进结构。
它将整个加法器分为几个组，如果某组的所有进位传播信号都为“1”，则将该组的进位输入直接传送到输出，而不需要进行进位运算。
这个过程好像进位做了一个跳过该组的动作，因此称为进位跳跃加法器。
为了实现跳跃进位，每组需要增加一个多路选择器和一个与门，这种结构可以提高加法器的运算速度，但是，速度的提高只有在某些特定的情况下才会出现。
如下图所示进位选择加法器(CSA)进位选择加法器采用资源复制的基本思想，用硬件来换取速度。
它将整个加法器分为几个组，每组有两条路径，进位输入为“O”和“1”的两种情况通过两条路径同时计算。
一旦该组进位输入信号到来，通过多路选择器选择正确的进位输出与和值。
如下图所示由于采用了前瞻的思想，因此进位选择加法器的速度有很大提高。
如果整个加法器分为M 组，则运算延时可由第一组进位延时、M 个多路选择器的延时及一个和产生延时相加得到。
进位选择加法器虽然具有较快的速度，但由于它采用了资源复制的方法，因此实现代价也成倍增加。
2位串行进位的并行加法器真值表
2位串行进位的并行加法器真值表在数字电路中，加法器是常见的逻辑电路之一，用于进行数字的加法运算。
而串行进位的并行加法器是一种常见的加法器类型，它能够实现多位数字的加法运算，具有高效、稳定的特点。
在本文中，我们将对2位串行进位的并行加法器进行深入探讨，包括其真值表、工作原理和应用场景等方面。
一、2位串行进位的并行加法器真值表让我们来了解一下2位串行进位的并行加法器的真值表。
真值表是描述逻辑电路在不同输入组合下的输出情况的表格，通过真值表可以清晰地了解逻辑电路的工作状态。
对于2位串行进位的并行加法器，其真值表如下所示：输入 | 进位 | 输出 A | B | Cin | S | Cout 0 | 0 | 0 | 0 | 0 0 | 0 | 1 | 1 | 0 0 | 1 | 0 | 1 | 0 0 | 1 | 1 | 0 | 1 1 | 0 | 0 | 1 | 0 1 | 0 | 1 | 0 | 1 1 | 1 | 0 | 0 | 1 1 | 1 | 1 | 1 | 1从上面的真值表可以看出，2位串行进位的并行加法器的输出S和Cout与输入A、B和进位Cin之间存在着一定的逻辑关系。
理解并熟记这些逻辑关系对于正确设计和应用加法器起着至关重要的作用。
二、工作原理接下来，让我们来了解2位串行进位的并行加法器的工作原理。
在加法器中，每一位使用了半加模块和全加模块。
半加模块能够实现单个位的加法运算，而全加模块则可以实现考虑进位的加法运算。
串行进位的并行加法器通过将多个全加模块串联起来，实现了高效的多位加法运算。
具体来说，对于2位串行进位的并行加法器，每个位需要经过两个半加模块和一个全加模块的计算。
在计算的过程中，要考虑上一位的进位对当前位的影响，因此需要进行串行进位的处理。
通过合理的电路设计和逻辑门的组合，2位串行进位的并行加法器能够实现快速、准确的多位加法运算。
三、应用场景2位串行进位的并行加法器广泛应用于数字信号处理、计算机系统、通信系统等领域。
串行进位加法器_延迟计算__概述说明
串行进位加法器延迟计算概述说明1. 引言1.1 概述串行进位加法器是一种常用的数字电路，用于实现两个二进制数的相加运算。
在计算机科学和电子工程领域中，加法器是基本的计算单元之一，因此对其性能的改进一直是研究的重点。
延迟计算则是指在某些情况下，为了减少开销、功耗或其他限制条件而将计算结果延迟到需要时再进行。
本文将结合串行进位加法器和延迟计算两个主题，探讨串行进位加法器在延迟计算中的作用以及其特点和应用范围。
1.2 文章结构本文共分为五个部分。
首先引言部分进行整体概述和结构说明。
接下来第二部分将介绍串行进位加法器的基本原理、构造方式以及优缺点。
第三部分将深入探讨延迟计算的定义、基本概念、应用场景以及实现方法与技术。
紧接着，在第四部分中，我们将重点关注串行进位加法器在延迟计算中的作用，并介绍其特点和应用范围。
最后，在结论部分中对全文进行总结，并提出未来研究方向的建议，以及对读者的启发和影响。
1.3 目的本文旨在阐述串行进位加法器和延迟计算的基本原理、应用以及相互关系。
通过分析串行进位加法器在延迟计算中的作用，我们可以更好地理解其特点和应用范围，并为未来的研究和发展提供一定的参考。
此外，本文还将探讨延迟计算在提高电路性能和优化资源利用方面的重要性，以期对读者有所启发。
2. 串行进位加法器：2.1 基本原理：串行进位加法器是一种基于二进制加法的电路设计，用于实现数字计算。
其基本原理是将两个二进制数逐位相加，并通过一系列的进位传递来实现进位的计算和累积。
在每一位上，串行进位加法器通过输入的两个数字和之前的进位信息来生成该位的结果和产生下一位的进位。
2.2 构造方式：串行进位加法器可以使用多种不同的逻辑门电路实现，常见的包括使用门电路（AND、OR、XOR等）、触发器以及多路选择器等元件。
其中一个常用的构造方式是Ripple Carry Adder（RCA）与D型触发器结合，通过级联多个全加器单元来实现。
2.3 优缺点：串行进位加法器相比并行运算方式具有以下优点：首先，由于其简单的电路结构，在硬件设计上较为容易实现；其次，它能够按顺序处理数字，并且只需要一个时钟周期进行运算。
(完整版)计算机组成原理知识点总结
第2章数据的表示和运算主要内容：（一）数据信息的表示1.数据的表示2.真值和机器数（二）定点数的表示和运算1.定点数的表示：无符号数的表示；有符号数的表示。
2.定点数的运算：定点数的位移运算；原码定点数的加/减运算；补码定点数的加/减运算；定点数的乘/除运算；溢出概念和判别方法。
（三）浮点数的表示和运算1.浮点数的表示：浮点数的表示范围；IEEE754标准2.浮点数的加/减运算（四）算术逻辑单元ALU1.串行加法器和并行加法器2.算术逻辑单元ALU的功能和机构2.3 浮点数的表示和运算2.3.1 浮点数的表示（1）浮点数的表示范围•浮点数是指小数点位置可浮动的数据，通常以下式表示：N=M·RE其中，N为浮点数，M为尾数，E为阶码，R称为“阶的基数（底）”，而且R为一常数，一般为2、8或16。
在一台计算机中，所有数据的R都是相同的，于是不需要在每个数据中表示出来。
浮点数的机内表示浮点数真值：N=M ×2E浮点数的一般机器格式：数符阶符阶码值 . 尾数值1位1位n位m位•Ms是尾数的符号位，设置在最高位上。
•E为阶码，有n+1位，一般为整数，其中有一位符号位EJ，设置在E的最高位上，用来表示正阶或负阶。
•M为尾数，有m位，为一个定点小数。
Ms=0，表示正号，Ms=1，表示负。
•为了保证数据精度，尾数通常用规格化形式表示：当R＝2，且尾数值不为0时，其绝对值大于或等于0.5。
对非规格化浮点数，通过将尾数左移或右移，并修改阶码值使之满足规格化要求。
浮点数的机内表示阶码通常为定点整数，补码或移码表示。
其位数决定数值范围。
阶符表示数的大小。
尾数通常为定点小数，原码或补码表示。
其位数决定数的精度。
数符表示数的正负。
浮点数的规格化字长固定的情况下提高表示精度的措施：•增加尾数位数（但数值范围减小）•采用浮点规格化形式尾数规格化：1/2≤M <1 最高有效位绝对值为1浮点数规格化方法：调整阶码使尾数满足下列关系：•尾数为原码表示时，无论正负应满足1/2 ≤M <1即：小数点后的第一位数一定要为1。
四位串行进位加法器设计教学文稿
四位串行进位加法器设计集成电路CAD课程设计报告四位串行加法器设计1串行进位加法器简介1.1加法器实现多为二进制数相加的电路，称为加法器。
根据进位方式不同，有串行进位加法器和超前进位加法器之分。
采用串行进位方式，优点是电路简单，连接方便；缺点是运算速度不高。
原理：把四个全加器（例如两片74LS183）依次级联起来，便可构成四位串行进位加法器。
因此四位串行进位加法器的设计可以分以下两步进行：（1）全加器设计；（2）将全加器级联，构成四位串行进位加法器（a）（b）图（1）四位串行加法器74831.2 图2为四位串行加法器7483逻辑图图（2）四位串行加法器2 四位串行进位加法器的设计实现：2.1 输出级电路设计与TTL电路兼容驱动10个TTL①输出高电平时｜IoH｜<=20ｕＡ VoHmin=4.4V②输出低点平时｜IoH｜<=20mＡ VoHmax=0.4V③输出级充放电时间tr=tf计算电路如图3所示①以15个PF 的电容负载代替10个TTL 电路来计算tr 、tf ②输入V 为的前一级的输出被认为是理想的输出，即：ViL=Vss,ViH=Vdd③计算电流时，负载为电流负载，有拉电流的灌电流。
图3（1）CMOS N 管（W/L ）N 的计算：当输入为高电平时（Vi=Vdd ）,N 管导通后级TTL 电路有较大的灌电流输入，此时（表示成对称形式）使方括号中的值和栅电容Cox 及电子迁移率un 为最小值:o u t00f f[]200200)()(2V V V V V V C L W I tn i s tn ox N n dsn -----⎪⎭⎫ ⎝⎛=μm ax0m in 2ox SiO ox t C εε=(2) CMOS P 管（W/P ）p 的计算｜IoH ｜<=20ｕＡ时有 VoHmin=4.4Vtr=tf① 以Ioh<=20ｕＡ时VoHmin=4.4V 的条件计算最坏的情况下Vdd=4.5V,Vohmin=4.4v,Vtp=0.8V,230m ax 0m in -⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=T T n n μμ∆∆===⎪⎭⎫ ⎝⎛233034956.164m in n L W []202)()(2oh tp i dd tp i ox p p oh V V V V V V C L W I -----⎪⎭⎫ ⎝⎛=μm ax 0m in 2ox SiO ox t C εε=230m ax 0m in -⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=T T n p μμ经计算可得②tr=tp 的条件计算：CMOS 中αp=αn所以 ∆∆===⎪⎭⎫ ⎝⎛21532227.7pL W dd tp p V V =αddtn n V V =αdd p L p V k C =τ()⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--+--=p n n n n f arth t αααατ111.011)1.0(2p p n n p n n p f r L W L W k k t tμμττ⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛===⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆===⎪⎭⎫ ⎝⎛233034956.164minn L W ∆∆==⎪⎭⎫ ⎝⎛275931138minn L W2.2 输入级设计输入电平Vih 可能为2.4V（1）拉管P2为了节省面积，同时又能使Vih 较快上升，取图4(2)CMOS 反向器的P1管此P1管应取内部基本反向器的尺寸∆===⎪⎭ ⎝236.164minn L ∆∆===⎪⎭⎫ ⎝⎛223312p L W∆∆==⎪⎭⎫ ⎝⎛231.546内p L W（3）CMOS 反相器的N 管TTL 的输出电平在0.4-2.4之间V1*=ViLmax+Vihmin=1.4V式中βk=kn/kp,Vdd=5V,Vtn=0.7V,Vi*=1.4V, βk=17.162.3 内部基本反相器中各MOS 管尺寸的计算 内部反相器的负载电容：①本级漏极的PN 结电容Cpn1K k V V k V p n TP DD p *I+++=+++=R TP DD TN R TN N V V V V k ββ）（∆∆=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛2230W n p R plnl L L W μμβ∆∆==⎪⎭⎫ ⎝⎛22303345nl L W ∆∆==⎪⎭⎫ ⎝⎛231.546plL W ∆∆===⎪⎭⎫ ⎝⎛223312p L W②下级的栅电容Cc1③连线杂散电容CsCpn+Cc1=10CsCs :铝线宽5um,长100um ，在场区上面，此铝线的电容为Cpn 和Cl ：N 管 其衬底是P 型，所以 NB=2⨯1016 cm-3设结深Xi=0.5um R □=20Ω/□对于P 管Cpn= )(10726.1100.19.31085.8101005C 14482014F t A s oxF SiO Al ---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==-εεϕεε2021021C C p jn n jp Si qN C jpn ===++2l n iB n N N q k T =ϕ318õ10862.7R 1N -⨯==cm x q j μ28/10195.2cm F C p jN -+⨯=28/101396.1cm F C N jP -+⨯=Cp n Cn p+++而CC1可以由：Cc1=10Cs-Cpn求出。
实验二 加法器的设计与仿真实验报告
实验二加法器的设计与仿真一、实验目的：实现加法器的设计与仿真。
二、实验内容1．用逻辑图和VHDL语言设计全加器；2．利用设计的全加器组成串行加法器；3．用逻辑图和VHDL语言设计并行加法器。
三、实验步骤。
（一）、全加器、串行加法器和并行加法器的逻辑图。
1.全加器：2.串行加法器：3．74283：4位先行进位全加器逻辑框图：逻辑图：（二）、全加器、串行加法器和并行加法器的VHDL。
1.全加器：LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;LIBRARY work;ENTITY quanjiaqi ISPORT(X : IN STD_LOGIC;Y : IN STD_LOGIC;CIN : IN STD_LOGIC;S : OUT STD_LOGIC;COUT : OUT STD_LOGIC);END quanjiaqi;ARCHITECTURE bdf_type OF quanjiaqi ISSIGNAL SYNTHESIZED_WIRE_0 : STD_LOGIC;SIGNAL SYNTHESIZED_WIRE_1 : STD_LOGIC;SIGNAL SYNTHESIZED_WIRE_2 : STD_LOGIC;SIGNAL SYNTHESIZED_WIRE_3 : STD_LOGIC;BEGINSYNTHESIZED_WIRE_2 <= Y AND X;SYNTHESIZED_WIRE_1 <= CIN AND Y;SYNTHESIZED_WIRE_3 <= CIN AND X;SYNTHESIZED_WIRE_0 <= X XOR Y;S <= SYNTHESIZED_WIRE_0 XOR CIN;COUT <= SYNTHESIZED_WIRE_1 OR SYNTHESIZED_WIRE_2 OR SYNTHESIZED_WIRE_3; END bdf_type;2.串行加法器：LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;LIBRARY work;ENTITY chuanxingjiafaqi ISPORT(x0 : IN STD_LOGIC;y0 : IN STD_LOGIC;cin : IN STD_LOGIC;x1 : IN STD_LOGIC;x2 : IN STD_LOGIC;y2 : IN STD_LOGIC;x3 : IN STD_LOGIC;y3 : IN STD_LOGIC;y1 : IN STD_LOGIC;s0 : OUT STD_LOGIC;s1 : OUT STD_LOGIC;s2 : OUT STD_LOGIC;s3 : OUT STD_LOGIC;cout : OUT STD_LOGIC);END chuanxingjiafaqi;ARCHITECTURE bdf_type OF chuanxingjiafaqi ISCOMPONENT quanjiaqiPORT(X : IN STD_LOGIC;Y : IN STD_LOGIC;CIN : IN STD_LOGIC;S : OUT STD_LOGIC;COUT : OUT STD_LOGIC);END COMPONENT;SIGNAL SYNTHESIZED_WIRE_0 : STD_LOGIC; SIGNAL SYNTHESIZED_WIRE_1 : STD_LOGIC; SIGNAL SYNTHESIZED_WIRE_2 : STD_LOGIC;BEGINb2v_inst : quanjiaqiPORT MAP(X => x0,Y => y0,CIN => cin,S => s0,COUT => SYNTHESIZED_WIRE_0); b2v_inst1 : quanjiaqiPORT MAP(X => x1,Y => y1,CIN => SYNTHESIZED_WIRE_0,S => s1,COUT => SYNTHESIZED_WIRE_1); b2v_inst2 : quanjiaqiPORT MAP(X => x2,Y => y2,CIN => SYNTHESIZED_WIRE_1,S => s2,COUT => SYNTHESIZED_WIRE_2); b2v_inst3 : quanjiaqiPORT MAP(X => x3,Y => y3,CIN => SYNTHESIZED_WIRE_2,S => s3,COUT => cout);END bdf_type;3．74283：4位先行进位全加器LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;LIBRARY work;ENTITY 74283_0 ISPORT(CIN : IN STD_LOGIC;A1 : IN STD_LOGIC;A2 : IN STD_LOGIC;B2 : IN STD_LOGIC;A3 : IN STD_LOGIC;A4 : IN STD_LOGIC;B4 : IN STD_LOGIC;B1 : IN STD_LOGIC;B3 : IN STD_LOGIC;SUM4 : OUT STD_LOGIC;COUT : OUT STD_LOGIC;SUM1 : OUT STD_LOGIC;SUM2 : OUT STD_LOGIC;SUM3 : OUT STD_LOGIC );END 74283_0;ARCHITECTURE bdf_type OF 74283_0 IS BEGIN-- instantiate macrofunctionb2v_inst : 74283PORT MAP(CIN => CIN,A1 => A1,A2 => A2,B2 => B2,A3 => A3,A4 => A4,B4 => B4,B1 => B1,B3 => B3,SUM4 => SUM4,COUT => COUT,SUM1 => SUM1,SUM2 => SUM2,SUM3 => SUM3);END bdf_type;四、实验仿真结果。
串行加法器
串行加法器简介串行加法器是一种基本的数字加法电路，用于将两个二进制数进行相加。
它的原理是将两个二进制数的每一位进行逐位相加，并根据进位信息将结果传递到下一位的相加操作中，最终得到相加后的结果。
串行加法器的主要优点是在每一位的计算中，只需要一个全加器，因此可以通过级联多个全加器来实现多位加法。
同时，由于计算过程是逐位进行的，串行加法器可以处理非常大的数字。
原理串行加法器由一个或多个全加器组成。
全加器是一个组合逻辑电路，具有三个输入和两个输出。
输入包括两个二进制位的值以及上一位的进位信号，输出是当前位的和值和进位信号。
假设我们要相加的两个二进制数为A和B，并且它们的长度为n位。
首先，我们将A和B的最低位输入到第一个全加器中，并将进位信号设置为0。
全加器通过逻辑门电路计算出当前位的和值和进位信号，并将和值输出。
接下来，将A和B的下一位输入到第二个全加器中，并将上一个全加器的进位信号作为输入。
重复这个过程，直到最高位的全加器计算完成。
最终，我们将所有全加器的和值连结在一起，得到最终的相加结果。
示例现在我们来看一个4位串行加法器的示例。
假设我们要相加的两个二进制数为A=1011和B=0110。
它们的长度都是4位。
首先，我们将A和B的最低位输入到第一个全加器中，并将进位信号设置为0。
根据逻辑门电路的计算规则，我们可以得到第一位的和值S1和进位信号C1。
此时，S1=1和C1=0。
接下来，将A和B的下一位输入到第二个全加器中，并将C1作为进位信号输入。
根据逻辑门电路的计算规则，我们可以得到第二位的和值S2和进位信号C2。
此时，S2=0和C2=1。
重复这个过程，直到最高位的全加器计算完成。
最终，我们可以得到相加后的结果为S=10001。
应用串行加法器在计算机体系结构中被广泛应用。
它可以用于实现各种数字逻辑操作，例如整数相加、浮点数相加等。
串行加法器的设计是计算机体系结构中的基础知识，理解串行加法器的原理和工作方式对于理解计算机的运算过程非常重要。
串行进位加法器的逻辑功能
串行进位加法器是一种用于执行二进制加法的逻辑电路。
它的逻辑功能是将两个二进制数相加，并产生结果和进位输出。
以下是串行进位加法器的逻辑功能：
输入：串行进位加法器有三个输入端：A、B和进位输入Cin。
A和B是两个待相加的二进制数的位，Cin是上一位的进位。
输出：串行进位加法器有两个输出端：和输出Sum和进位输出Cout。
Sum表示相加结果的当前位，Cout表示该位的进位输出。
逻辑运算：串行进位加法器通过逻辑门和触发器的组合来实现二进制相加的逻辑运算。
对于每一位的相加，逻辑电路会执行以下操作：
使用异或门计算Sum输出：Sum = A ⊕B ⊕Cin
使用与门计算进位输出：Cout = (A ∧B) ∨(Cin ∧(A ⊕B))
进位级联：串行进位加法器可以通过级联多个单位来实现多位数的相加。
每个单位的进位输出Cout连接到下一个单位的进位输入Cin，以实现进位的传递。
串行进位加法器的逻辑功能是将两个二进制数相加，并根据当前位的输入和上一位的进位来计算相应的和输出和进位输出。
通过级联多个单位，串行进位加法器可以实现多位数的相加。
2位串行进位加法器
2位串行进位加法器
一、实验目的
进一步熟悉QuartusII的VHDL文本设计流程，学习组合电路的设计、仿真和硬件测试二、实验设备与软件平台
SOPC/DSP EDA实验箱，QuartusⅡ
三、实验原理
四、实验测试方案
用能产生高低电平的按键键3、键4表示输入管脚a[0]、a[1],键1、键2表示输入管脚b[0]、b[1],发光二极管D1、D2表示输出管脚sum[0]、sunm[1],D3表示进位信号co，发光二极管亮表示输出为“1”。
五、实验内容、步骤
1、启动Quartus II软件，建立工程。
器件选择Cyclone系列中的EP1C6Q240C8。
2、编写VHDL程序，存盘编译。
3、通过编译后，建立波形文件，设置仿真输入信号，存盘。
4、进行仿真，分析结果。
5、进行引脚锁定，重新编译。
引脚锁定见下表: 【选用实验电路结构图NO.5】
6、下载到EDA实验系统上的FPGA中，进行实际测试。
六、实验结果及分析
（1）时序仿真波形图如下：
（2）在实验箱上的测试过程。
第4组 3位串行加法器
第4组3位串行加法器_课程报告项目名称:可数字显示的3位串行进位加法器组员：邵捷(1111122217)罗洪强(1111122216)姜帅(1111122204)指导教师：张凡上课时间：2013/9/16 ~2013/9/27项目摘要：将三个一位全加器串联，实现0到7的十进制加法运算，加数以二进制的形式从两端口输入。
并分别对两个加数与和数进行译码，输出到三个数码管上，以十进制的形式分别显示出两个加数的输入值与和数的输出值。
关键字：全加器FPGA 数字显示一、实验目的实现0到7的十进制加法运算，加数以二进制的形式从两端口输入。
并给出三个数码管，以十进制的形式分别显示出两个加数的输入值与和数的输出值。
二、实验设备FPGA器件、USB JTAG调试工具、Quarts9.0软件、VHDL硬件设计语言。
三、硬件设计3.1 框图数据显示器1 数据显示器2 数据显示器3A0 A1 A2 B0 B1 B2 S0 S1 S2 CO求和输出值S0 CO S1 CO S2 CO1位全加器1位全加器1位全加器A0 B0 A1 B1 A2 B2A0 A1 A2 B0 B1 B2输入端口1 输入端口23.2 原理阐述取3只全加器，依次将低位全加器的进位输出端接到高位全加器的进位输入端，便可得到3位串行进位加法器，此时有六个输入端口A0、B0、A1、B1、A2、B2和四个输出端口S0、S1、S2、CO 。
分别将六个端口通过6只开关与5V 直流电源连接起来当相应输入端口所对应的开关闭合，该端口就被输入二进制数1；开关断开，该端口就被输入二进制数0。
再将A0、A1、A2端口从低位到高位依次接到DCD_HEX_ORANGE 上，B0、B1、B2端口从低位到高位依次接到另一只DCD_HEX_ORANGE 上。
这样当两个相加的数A2A1A0、B2B1B0被以二进制的形式输入时，其对应的DCD_HEX_ORANGE 上就会以十进制的形式显示出其数值。
Verilog实现的4位串行进位加法器精编版
Verilog实现的4位串行进位加法器精编版在数字电路中，加法器是最基本的电路之一、串行进位加法器是一种将两个二进制数相加的电路，通过逐位相加的方式实现。
本文将介绍如何使用Verilog语言实现一个4位串行进位加法器的精编版。
首先，我们需要定义输入和输出端口。
对于一个4位的串行进位加法器，我们需要4个输入端口A[3:0]和B[3:0]，以及一个输出端口Sum[3:0]。
另外，还需要一个输入端口CarryIn和一个输出端口CarryOut，用于传递进位信号。
```module SerialCarryAdderinput [3:0] A,input [3:0] B,input CarryIn,output [3:0] Sum,output CarryOut```接下来，我们可以定义内部信号。
对于一个4位的串行进位加法器，我们需要4个内部信号，分别代表每一位的进位信号。
```wire C0, C1, C2, C3;```然后，我们可以开始实现每一位的加法逻辑。
首先，我们定义一个内部信号XOROut，用于存储每一位的异或结果。
然后，我们使用XOR门实现异或逻辑。
```wire XOROut;assign XOROut = A[0] ^ B[0];```接下来，我们定义一个内部信号ANDOut，用于存储每一位的与结果。
然后，我们使用AND门实现与逻辑。
```wire ANDOut;assign ANDOut = A[0] & B[0];```然后，我们定义一个内部信号Sum0，用于存储第一位的和结果。
然后，我们使用XOR门实现异或逻辑。
```wire Sum0;assign Sum0 = XOROut ^ CarryIn;```然后，我们定义一个内部信号Carry0，用于存储第一位的进位结果。
然后，我们使用OR门实现或逻辑。
```wire Carry0;assign Carry0 = ANDOut ， (XOROut & CarryIn);```接下来，我们可以依次实现剩余3位的加法逻辑。
计算机组成原理与汇编语言3
补码加减运算
注意：求一个数的补码： 正数时，补码和原码相同; 负数时, 对原码除符号位外求反加1。
例1: 1: y = -0.0110 [y]补 = 1.1010 例2: y = 0.0111 [y]补 = 0.0111 [-y]补 = 1.1001 [-y]补 = 0.0110
第三章 数值运算及运算器
例(3):按位清
设:A=10010010,将A最高位清“0” 设:B=01111111 10010010 A ∧ 01111111 B ——————— 00010010 A
第三章 数值运算及运算器
例(4):按位测试
设:A=10010010,测A最高位是否为“1”; 设: B=10000000 10010010 ∧ 10000000 ——————— 10000000 结果不全为“0”,表明被测码的被测位为“1”。 结果为全“0”,表明被测码的被测位为“0”。
第三章 数值运算及运算器
（一）对进位公式的分析 设相加的两个n位操作数为： A=An-1An-2…Ai..A0 B=Bn-1Bn-2…Bi..B0
Ci+1 = AiBi + (Ai⊕Bi) Ci —— 进位逻辑表达式 设：Gi = AiBi —— 进位产生函数(Carry Generate Function)
二、溢出检测
1. 采用一个符号位判断
规则： • 当两个同号数相加，若所得结果符号与两数符号不同， 则表明溢出。 • 设An、Bn分别表示两个操作数的符号； Sn表示结果 的符号， 则有： 溢出=AnBnSn + AnBnSn
63+66=129 0,0111111 + 0,1000010 1,0000001
八位串行加法器
八位串行加法器实验内容：设计一个8位串行加法器，并将计算结果转换为十进制数在数码管上进行显示。
实现电路图：前言8位二进制加法器，它的功能主要是实现两个8位二进制数的相加，其结果的范围应该在00000000到111111110之间，即000到510之间。
那么我们如何设计一个8位二进制加法器呢？在实际应用中，我们通常输入的是十进制数，一个八位二进制数所对应的最大的十进制数是255，于是输入两个范围在000到255之间的数，首先通过二-十进制编码器将输入的三位十进制数的个位、十位、百位分别转换为8421BCD码，得到两个十二位字码，再通过加法器将它们相加，逢10进1，得到一个新的十二位字码，再用7447数字显示译码器将这个十二位字码还原到原来的三位十进制数。
最后输出的就是一个三位十进制数，其范围在000到510之间。
通过上述方法我们实现了八位二进制数的相加，从而达到了题目的要求。
为实现上述目的，我们查阅相关资料。
通过查阅，理解以及加以运用，我们认识到了收集资料的不易性，但同时也得到了不少收获，可以说是有苦有甜。
同时，虽然我们基本设计出了这个八位二进制加法器，但是不必可避免地会产生一些问题，比如说在连线上可能有更简便的途径，在元件的选用上可能还有其它更简便的方法，在控制上可能还不够精简，等等。
我们希望在以后的实践中能找出更好的方法，也希望能吸取这次设计中的不足，逐渐改善。
另外，在电子设计的过程中，与同组同学之间的合作配和是十分重要的。
本次课程设计介绍了一种基于数字电子技术的八位二进制加法器,实现了如下功能:1、八位二进制加数与被加数输入2、三位数码管显示3、三位十进制加数与被加数的输入该电路系统主要分为八位二进制加法器和三位十进制加法器两个系统4个模块组成：八位二进制加法器系统由①二进制输入电路②二进制加法运算电路③二进制码到十进制8421BCD码的转换电路④三位数码管显示输出三位十进制加法器系统由3个模块组成②进制的输入电路②三位十进制8421BCD码加法运算电路③四位数码管显示输出。
串行加法器——精选推荐
串行加法器，由很多“加法单元”，也就是小“加法器”组成。
每一个“小加法器”，只计算一位，它有3个输入信号，和2个输出信号。
3个输入信号是：低位的“进位”,2个“待加信号”2输出：一个是“当前位”的结果，另一个做“进位”，给下一个“小加法器”做输入。
各个加法单元之间由“进位”串联起来。
”若有多位数相加，则可采用并行相加串行进位的方式来完成。
例如，有两个４位二进制数A3A2A1A0和B3B2B1B0相加，可以采用两片内含两个全加器或1片内含４个全加器的集成电路组成，其原理图如下图所示：由图可以看出，每1位的进位信号送给下1位作为输入信号，因此，任1位的加法运算必须在低1位的运算完成之后才能进行，这种进位方式称为串行进位。
这种加法器的逻辑电路比较简单，但它的运算速度不高。
为克服这一缺点，可以采用超前进位等方式。
对于32位的二进制加法，相关的也有五个量：1，被加数A（32位），2，被加数B（32位），3，前一位的进位CIN（1位），4，此位二数相加的和S（32位），5，此位二数相加产生的进位COUT（1位）。
要实现32位的二进制加法，一种自然的想法就是将1位的二进制加法重复32次（即逐位进位加法器）。
这样做无疑是可行且易行的，但由于每一位的CIN 都是由前一位的COUT提供的，所以第2位必须在第1位计算出结果后，才能开始计算；第3位必须在第2位计算出结果后，才能开始计算，等等。
而最后的第32位必须在前31位全部计算出结果后，才能开始计算。
这样的方法，使得实现32位的二进制加法所需的时间是实现1位的二进制加法的时间的32倍。
图为32位串行加法器ASM状态图，一共分为s0，s1，s2三个状态，s0为初始状态，s1为运算状态，s2为运算结束状态。
Load是置数信号，作为s0转化到s1的条件；Sh是移位信号，s1状态置1；cnt是运算位数，cnt=31时，自加之后，s1转化到s2；K为运算结束标志，在状态s2时候置1，表示运算结束。
串行进位加法器原理
串行进位加法器原理
串行进位加法器是一种通过串行方式逐位进行加法运算并传递进位的电路。
它用于实现大型数字加法器中的高速运算。
下面是串行进位加法器的一般原理：
1. 输入：串行进位加法器有两组输入，分别是被加数（A）和加数（B）。
每个输入位都通过时钟信号逐位输入。
2. 加法器：串行进位加法器使用逐位加法器，每个逐位加法器负责实现单独位的加法运算。
3. 进位传递：串行进位加法器中最重要的部分是进位传递逻辑。
每个逐位加法器会生成一个局部进位（Carry-out）信号，表示该位的进位情况。
4. 串行运算：串行进位加法器从最低有效位（LSB）开始，通过时钟信号按位进行加法运算。
每个逐位加法器都将被加数位、加数位和上一位的进位信号作为输入，并输出当前位的和输出位。
5. 进位传递：当一个位的运算结果中产生了进位时，这个进位会被
传递到下一个更高位，成为下一位的输入进位。
这个进位传递过程会一直持续到最高有效位（MSB）。
6. 输出：串行进位加法器的输出是所有位的和输出和最高位的进位
输出。
和输出表示两个数的和，进位输出表示需要进位到更高位的情况。
串行进位加法器通过逐位运算和进位传递实现多位数相加的功能。
它的优点是可以使用较少的硬件资源实现高位数的加法运算。
它广泛应用于数字信号处理、通信系统等需要高速和高精度加法运算的应用中。
利用原理图输入法实现4位串行进位加法器
VHDL（一）模拟部分电子线路仿真实验报告实验名称：软件和实验箱介绍姓名：申红霞学号： 080404108班级： 08通信一班时间： 10.02南京理工大学紫金学院电光系一、实验目的1.讲解QuartusⅡ软件和实验箱的使用。
2.利用原理图输入法实现4位串行进位加法器。
3.重点掌握软件使用过程中工程建立、原理图输入方法、编译、仿真、管脚配置等。
二、实验原理1.加法器原理全加器真值表如图1所示：加法器真值表全加器表达式为：Si=Ai⊕Bi⊕Ci-1Ci=（Ai⊕Bi）Ci-1+AiBi全加器逻辑符号如图2所示：全加器逻辑符号2.利用全加器可以构成4位串行进位加法器，逻辑符号如图3所示：4位串行进位加法器逻辑符号图三、实验内容1.新建文件夹，在所新建的文件夹中利用QuartusⅡ软件建立新工程，设计原理图输入的一位全加器电路，如图4所示：图4、一位全加器电路2.对该图进行全编译，编译成功后，建立矢量波形文件，验证所设计的一位全加器电路的正确性，时序仿真结果和功能仿真结果如下图所示：图5、时序仿真结果图6、功能仿真结果由仿真波形分析可知，该全加器设计正确。
3.将设计好的全加器生成一个模块，如图7所示：图7、一位全加器器件4.将4个全加器串联,再添加相应的管脚和原件构成四位串行进位加法器，如图8所示:图8、四位串行进位加法器电路图5．将此文件设置为顶层文件，对该图进行全编译，编译成功后，建立矢量波形文件，添加相应的节点，为输入信号赋初值，功能仿真结果和时序仿真结果如下图：图9、功能仿真结果图10、时序仿真结果由仿真波形可知，电路设计正确。
6．利用模式实验箱来验证设计电路的正确性，设置管脚，管脚配置图如图11所示：图11、管脚配置图配置好使用管脚后，器件上未使用管脚也需进行设置，将它们设置为高阻状态。
7．管脚配置完，一定要重新编译一次。
编译后如图12所示：图12、配置管脚后电路图8．下载到实验箱中，对实验箱进行操作，验证电路是否正确。
数字系统设计实验---32位串行加法器实验综述
Port ( a : in STD_LOGIC; b : in STD_LOGIC; cin : in STD_LOGIC; s : out STD_LOGIC; cout : out STD_LOGIC); end component; component DFF is ---------------D 触发器 Port ( D : in STD_LOGIC; clk : in STD_LOGIC; rst,CE : in STD_LOGIC; Q: out STD_LOGIC); end component; signal Sh,load,Xi,Yi,Si,cin,sum,cout:std_logic; -----中间变量 begin A1: controller port map(clk,n,k,Sh,load); A2: registers_jiashu port map(inputB,Sh,load,clk,Yi); A3: registers_add port map(inputA,clk,load,Sh,sum,Xi,outputA); A4: full_adder port map(Xi,Yi,cin,sum,cout); A5: DFF port map (cout,clk,load,Sh,cin); end Behavioral;
------------------控制器------------------------------------------------------------library IEEE; use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity controller is Port ( clk : in STD_LOGIC; N : in STD_LOGIC; K,Sh,load : out STD_LOGIC); end controller; architecture Behavioral of controller is signal state,nextstate:integer range 0 to 2; ---设置状态 signal counter:std_logic_vector(4 downto 0); begin process(clk) begin if(clk'event and clk='1') then state<=nextstate; ---上升沿触发启动 end if; end process; process(clk,N) begin if(clk'event and clk='1') then case state is ---设置各状态 when 0 => sh<='0';K<='0';load<='0';counter<="00000"; if N='1' then load<='1'; nextstate<=1; else nextstate<=0; end if; when 1 => sh<='1';K<='0';load<='0'; if counter="11110" then counter<=counter+1; nextstate<=2; else counter<=counter+1; nextstate<=1; end if;
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1、总体设计
CTRLADD：串行加法器控制器电路
ACC：被加数，完成保存和位、左移一位、提供当前加法器的运算位；BCC：加数，完成左移一位、提供当前加法器的运算位；FULLADDER：1位全加器；
CFF：带异步复位的D触发器。
2、控制器电路CTRLADD
根据串行加法器的算法流程图，串行加法器由初始化、加法、移位、输出等操作组成。
控制器据此设计控制信号及时序。
3、被加数寄存器
完成保存和位、左移一位、提供当前加法器的运算位。
4、加数寄存器
完成左移一位、提供当前加法器的运算位。
5、1位全加器
6、带异步复位的D触发器
省略。