8位行波进位加法器

8位加法器设计

目录第1章概述 (1)第2章设计总体思路 (3)第3章单元电路设计 (5)3.1 八位二进制加法器 (5)3.2 译码显示电路 (8)第4章波形仿真结果分析 (11)第5章安装调试步骤 (12)第6章故障分析与改进 (13)第7章心得体会 (14)参考文献 (15)附录：整体电路图 (16)第1章概述随着EDA技术发展和应用领域的扩大与深入，EDA技术在电子信息、通讯、自动控制及计算机应用等领域的重要性突出。

随着技术市场与人才市场对EDA的需求不断提高，产品的市场需求和技术市场的要求也必然会反映到教学领域和科研领域中来。

因此学好EDA技术对我们有很大的益处。

EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的缩写，在20世纪90年代初从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。

EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言HDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。

利用EDA工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程的计算机上自动处理完成。

VHDL系统优势：（1）与其他的硬件描述语言相比，VHDL具有更强的行为描述能力，从而决定了他成为系统设计领域最佳的硬件描述语言。

强大的行为描述能力是避开具体的器件结构，从逻辑行为上描述和设计大规模电子系统的重要保证。

（2）VHDL丰富的仿真语句和库函数，使得在任何大系统的设计早期就能查验设计系统的功能可行性，随时可对设计进行仿真模拟。

（3）VHDL语句的行为描述能力和程序结构决定了他具有支持大规模设计的分解和已有设计的再利用功能。

_8位加法器

8位加法器VHDL实验作业----------授课老师：杨守良设计算法：先由一个半加器构成一个全加器，8位加法器可以由8个1位全加器构成，加法器间的进位可以串行方式实现，即将低位加法器的进位输出cout与相临的高位加法器的最低进位输入信号cin相接。

也可用VHDL语言描述，输入a0～a7八位二进制数，共128种状态，采用VHDL中的算术运算可以实现。

一．8位加法器VHDL设计描述为：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity add_8 isport (a,b: in integer range 0 to 128 ;sum: out integer range 0 to 256);end add_8;architecture one of add_8 isbeginsum<=a+b;end one;8位二进制加法器示意图可表示如下：A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0+ B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 S0第一位相加：A0+B0=S0+C0 半加器第二位相加：A1+B1+C0=S1+C1 全加器8位二进制加法（11110010B）+（10011001B）=(110001011)B(11100011)B + (11000011)B=(110100110)B二、8位加法器原理图输入如下：二．8位加法器波形仿真如图所示：课后总结：通过8位加法器的设计此次作业，基本掌握利用QuartusⅡ的原理图输入方法设计简单组合电路，掌握层次化设计的方法，并通过一个8位全加器的设计把握利用EDA软件进行原理图输入方式的电子线路设计的基本流程。

学会用简单VHDL语言描述加法器。

EDA技术实用教程设计8位全加器

Q<=Q+1;
END IF;
END PROCESS;
END BHV;
4. h_adder
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
ENTITY h_adder IS
PORT ( a , b : IN STD_LOGIC ;
co, so : OUT STD_LOGIC );
component or2a
PORT ( a , b : IN STD_LOGIC ;
c : OUT STDຫໍສະໝຸດ LOGIC );END component ;
component CNT4
PORT ( CLK : IN BIT ;
Q : BUFFER INTEGER RANGE 7 DOWNTO 0);
END component ;
signal d,e,f : std_logic;
begin
u1:h_adder port map (a=>ain, b=>bin, co=>d,so=>e);
u2:h_adder port map (a=>e, b=>cin, co=>f,so=>sum);
u3:or2aport map (a=>d, b=>f, c=>cout);
ENTITY E_adder IS
PORT ( CLK1,LOAD1: IN STD_LOGIC ;
A :IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0):="00000000";
B :IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);
COUNTOUT,E : OUT STD_LOGIC );

8位加法器程序源代码及仿真波形

use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity adder isport(a,b:in std_logic_vector(15 downto 0); sum:out std_logic_vector(15 downto 0)); end adder;architecture rtl of adder isbeginsum<=a+b;end rtl;仿真波形图use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity mux4 isport(a,b:in std_logic_vector(3 downto 0);sel:in std_logic;y:out std_logic_vector(3 downto 0)); end mux4;architecture rtl of mux4 isbeginprocess(sel,a,b)beginif(sel='0') then y<=a;else y<=b;end if;end process;end rtl;仿真波形图use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity seven isport(input:in std_logic_vector(2 downto 0);a,b,c,d,e,f,g:out std_logic);end seven;architecture rtl of seven isbeginprocess(input)begincase input iswhen "000" => a<='1';b<='1';c<='1';d<='1';e<='1';f<='1';g<='0';when "001" => a<='0';b<='1';c<='1';d<='0';e<='0';f<='0';g<='0';when "010" => a<='1';b<='1';c<='0';d<='1';e<='1';f<='0';g<='1';when "011" => a<='1';b<='1';c<='1';d<='1';e<='0';f<='0';g<='1';when "100" => a<='1';b<='0';c<='0';d<='1';e<='1';f<='1';g<='1';when "101" => a<='1';b<='0';c<='0';d<='1';e<='1';f<='1';g<='1';when "110" => a<='1';b<='0';c<='0';d<='1';e<='1';f<='1';g<='1';when "111" => a<='1';b<='0';c<='0';d<='1';e<='1';f<='1';g<='1'; end case;end process;end rtl;仿真波形图use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity shifter isport(input:in std_logic_vector(7 downto 0);cnt:in std_logic_vector(1 downto 0);result:out std_logic_vector(15 downto 0)); end shifter;architecture rtl of shifter isbeginprocess(cnt,input)begincase cnt iswhen "00" => for i in 15 downto 0 loopif i>=8 then result(i)<='0';else result(i)<=input(i);end if;end loop;when "01" => for i in 15 downto 0 loopif i>=12 or i<=3 then result(i)<='0';else result(i)<=input(i-4);end if;end loop;when "10" => for i in 15 downto 0 loopif i>=8 then result(i)<=input(i-8);else result(i)<='0';end if;end loop;when "11" => for i in 15 downto 0 loopif i>=8 then result(i)<='0';else result(i)<=input(i);end if;end loop;end case;end process;end rtl;仿真波形图use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity rega isport(in_reg:in std_logic_vector(15 downto 0);clk:in std_logic; clr:in std_logic; clken:in std_logic;out_reg:out std_logic_vector(15 downto 0));end rega;architecture rtl of rega isbeginprocess(clk,clr,clken)beginif(clk'event and clk='1' ) thenif (clr='1' and clken='0') then out_reg<=in_reg;else out_reg<="0000000000000000";end if;end if;end process;end rtl;仿真波形图use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity counter isport(clk:in std_logic;clr:in std_logic;sum:out std_logic_vector(1 downto 0));end counter;architecture rtl of counter isbeginprocess(clk,clr)variable m:std_logic_vector(1 downto 0); beginif(clr='0') then m:="00";elsif(clk'event and clk='1') thenm:=m+1;end if;sum<=m;end process;end rtl;仿真波形图6. (1)library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity control isport(clk,rst,start:in std_logic;count:in std_logic_vector(1 downto 0);in_sel,shift:out std_logic_vector(1 downto 0); state_out:out std_logic_vector(2 downto 0);done,clken,regclr:out std_logic );end entity control;architecture rtl of control istype states is(idle,lsb,err,mid,msb);signal current_state,next_state:states;beginreg:process(rst,clk ) isbeginif rst='1' thencurrent_state<=idle;elsif(clk='1' and clk'event) thencurrent_state<=next_state;end if;end process reg;com:process(current_state,count,start) isvariable m,n:std_logic;variable r:std_logic_vector(1 downto 0);begincase current_state iswhen idle=>state_out<="000";if start='1' thennext_state<=lsb;m:='0';clken<='1';n:='0';else next_state<=idle;m:='0';clken<='1';n:='1';end if;when lsb=>state_out<="001";if (start='0' and count="00") thennext_state<=mid;r:="00";shift<="00"; m:='0';clken<='0';n:='1';else next_state<=err;m:='0';clken<='1';n:='1';end if;when mid=>state_out<="010";if (start='0' and count="01") thennext_state<=mid;r:="01";shift<="01"; m:='0';clken<='0';n:='1';elsif (start='0' and count="10") thennext_state<=msb;r:="10";shift<="01"; m:='0';clken<='0';n:='1';else next_state<=err ;m:='0';clken<='1';n:='1';end if;when msb=>state_out<="011";if (start='0' and count="11") thennext_state<=idle;r:="11";shift<="10"; m:='1';clken<='0';n:='1';else next_state<=err ;m:='0';clken<='1';n:='1';end if;when err=>state_out<="100";if start='1' thennext_state<= lsb ;m:='0';clken<='1';n:='0';else next_state<= err ;m:='0';clken<='1';n:='1';end if;end case;done<=m;regclr<=n;in_sel<=r;end process com;end rtl;6.(1)仿真波形图6.(2) LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;LIBRARY lpm;USE lpm.all;ENTITY mult4x4 ISPORT(dataa : IN STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0);datab : IN STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0);result : OUT STD_LOGIC_VECTOR (7 DOWNTO 0) );END mult4x4;ARCHITECTURE SYN OF mult4x4 ISSIGNAL sub_wire0 : STD_LOGIC_VECTOR (7 DOWNTO 0);COMPONENT lpm_multGENERIC (lpm_hint : STRING;lpm_representation : STRING;lpm_type : STRING;lpm_widtha : NA TURAL;lpm_widthb : NA TURAL;lpm_widthp : NA TURAL);PORT (dataa : IN STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0);datab : IN STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0);result : OUT STD_LOGIC_VECTOR (7 DOWNTO 0) );END COMPONENT;BEGINresult <= sub_wire0(7 DOWNTO 0);lpm_mult_component : lpm_multGENERIC MAP (lpm_hint => "MAXIMIZE_SPEED=5",lpm_representation => "UNSIGNED",lpm_type => "LPM_MULT",lpm_widtha => 4,lpm_widthb => 4,lpm_widthp => 8)PORT MAP (dataa => dataa,datab => datab,result => sub_wire0 );END SYN;6.(2)仿真波形图6.(3)仿真波形图。

八位加法器的设计实验报告

八位加法器的设计实验报告学号： U200915272班级：信息安全 0901姓名：方浏洋日期： 2011-5-2目录一、实验概述 ....................................................................................................................... - 2 -二、设计思路 ....................................................................................................................... - 3 -2.1 QuartusⅡ中74181的功能分析 ....................................................................... - 3 -2.2 8位先行加法器的设计 ...................................................................................... - 3 -2.3 8位行波进位加法器的设计 .............................................................................. - 4 -三、实验内容 ....................................................................................................................... - 5 -3.1 8位先行加法器 .................................................................................................. - 5 -3.2 8位行波加法器 .................................................................................................. - 7 -3.3 对先行进位和行波进位的时序分析 ................................................................. - 9 -四、心得体会 ..................................................................................................................... - 11 -- 1 -一、实验概述利用EDA软件分别设计一个先行进位和行波进位的8位加法器，分别对它们进行时序分析，比较先行进位和行波进位在时间上的差异。

加法器实验报告

加法器实验报告实验三加法器的设计与仿真一、实验目的熟悉quartus ⅱ仿真软件的基本操作，用逻辑图和vhdl语言设计加法器并验证。

二、实验内容1、熟悉quartus ⅱ软件的基本操作，了解各种设计输入方法（原理图设计、文本设计、波形设计）2、用逻辑图和vhdl语言设计全加器并进行仿真验证；3、用设计好的全加器组成串行加法器并进行仿真验证；4、用逻辑图设计4位先行进位全加器并进行仿真验证；三、实验原理1. 全加器全加器英文名称为full-adder，是用门电路实现两个二进制数相加并求出和的组合线路，称为一位全加器。

一位全加器可以处理低位进位，并输出本位加法进位。

多个一位全加器进行级联可以得到多位全加器。

用途：实现一位全加操作逻辑图真值表利用与或门设计的全加器，它只能做一位的加法，先预想好它的功能，写出真值表，就可以根据这些来设计电路了。

2.四位串行加法器逻辑图利用全加器的组合实现4位串行加法器，全加器只能对一位进行操作，将每一位的结果传给下一位，就可以实现4位的加法器。

3．74283：4位先行进位全加器（4-bit full adder）利用74283芯片实现的4位先行进位全加器比前两者功能更完善，它可以实现进位功能，这个自己设计难度比较大，可以参照74283的功能表加深对它的理解，按照如下的逻辑图实现进位全加器。

逻辑框图逻辑功能表注：1、输入信号和输出信号采用两位对折列表，节省表格占用的空间，如：[a1/a3]对应的列取值相同，结果和值[σ1/σ3]对应的运算是σ1=a1+b1和σ3=a3+b3。

请自行验证一下。

2、c2是低两位相加产生的半进位，c4是高两位相加后产生的进位输出，c0是低位级加法器向本级加法器的进位输入。

四、实验方法与步骤实验方法：采用基于fpga进行数字逻辑电路设计的方法。

采用的软件工具是quartusii软件仿真平台，采用的硬件平台是altera epf10k20ti144_4的fpga试验箱。

Quartus_II设计八位加法器

Q u a r t u s_I I设计八位加法器(总19页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--摘要关键词： 8位加法器；EDA（电子设计自动化）；QuartusⅡ（可编程逻辑软件）目录第1章概述..................................................................................................... 错误!未定义书签。

EDA的概念 ...................................................................................................... 错误!未定义书签。

硬件描述语言概述........................................................................................ 错误!未定义书签。

第2章QUARTUS II ...................................................................................... 错误!未定义书签。

QUARTUSII概述............................................................................................. 错误!未定义书签。

QUARTUSII建立工程项目......................................................................... 错误!未定义书签。

QUARTUSII建立原理图输入文件 .......................................................... 错误!未定义书签。

1、设计一个具有进位输入和进位输出的8位行波进位加法器。

其引脚名称如下表所示。

输入输出加数a （8位总线）加数b（8位总线）低位进位ci和s（8位总线）向高位进位co-- Quartus II VHDL Template-- Basic Shift Registerlibrary ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity adder8 isport(a,b : in std_logic_vector(7 downto 0);cin:in std_logic;cout : out std_logic;s :out std_logic_vector(7 downto 0));end entity;architecture rtl of adder8 issignal temp:std_logic_vector(7 downto 0);begins(0)<=a(0) xor b(0) xor cin;temp(0)<=((a(0) and b(0) ) or (a(0) and cin) or (b(0) and cin)) ;s(1) <=a(1) xor b(1) xor temp(0);temp(1) <=((a(1) and b(1) ) or (a(1) and temp(0)) or (b(1) and temp(0))); s(2) <=a(2) xor b(2) xor temp(1);temp(2) <=((a(2) and b(2) ) or (a(2) and temp(1)) or (b(2) and temp(1))) ; s(3) <=a(3) xor b(3) xor temp(2);temp(3)<=((a(3) and b(3) ) or (a(3) and temp(2)) or (b(3) and temp(2)) ); s(4)<=a(4) xor b(4) xor temp(3);temp(4)<=((a(4) and b(4) ) or (a(4) and temp(3)) or (b(4) and temp(3))) ; s(5) <=a(5) xor b(5) xor temp(4);temp(5) <=((a(5) and b(5) ) or (a(5) and temp(4)) or (b(5) and temp(4))); s(6) <=a(6) xor b(6) xor temp(5);temp(6) <=((a(6) and b(6) ) or (a(6) and temp(5)) or (b(6) and temp(5))) ;s(7) <=a(7) xor b(7) xor temp(6);temp(7)<=((a(7) and b(7) ) or (a(7) and temp(6)) or (b(7) and temp(6)) ); cout<=temp(7);end rtl;。

Verilog实现的8位超前进位加法器

Verilog实现的8位超前进位加法器。

经过modelsim验证正确可用，在DC下综合成功//文件名：add_8.v//模块名：add_8//`timescale 1ns/1nsmodule add_8 ( input [7:0]a, input [7:0]b, input cin, output [7:0] s, output co );wire [7:0]c_tmp;wire [7:0]g;wire [7:0]p;assign co = c_tmp[7];assign g[0] = a[0] & b[0],g[1] = a[1] & b[1],g[2] = a[2] & b[2],g[3] = a[3] & b[3],g[4] = a[4] & b[4],g[5] = a[5] & b[5],g[6] = a[6] & b[6],g[7] = a[7] & b[7];assign p[0] = a[0] | b[0],p[1] = a[1] | b[1],p[2] = a[2] | b[2],p[3] = a[3] | b[3],p[4] = a[4] | b[4],p[5] = a[5] | b[5],p[6] = a[6] | b[6],p[7] = a[7] | b[7];assign c_tmp[0] = g[0] | ( p[0] & cin ),c_tmp[1] = g[1] | ( p[1] & g[0]) | ( p[1] & p[0] & cin),c_tmp[2] = g[2] | ( p[2] & g[1]) | ( p[2] & p[1] & g[0]) | ( p[2] & p[1] & p[0] & cin),c_tmp[3] = g[3] | ( p[3] & g[2]) | ( p[3] & p[2] & g[1]) | ( p[3] & p[2] & p[1] & g[0])| ( p[3] & p[2] & p[1] & p[0] & cin),c_tmp[4] = g[4] | ( p[4] & g[3]) | ( p[4] & p[3] & g[2]) | ( p[4] & p[3] & p[2] & g[1])| ( p[4] & p[3] & p[2] & p[1] & g[0]) | ( p[4] & p[3] & p[2] & p[1] & p[0] &cin),c_tmp[5] = g[5] | ( p[5] & g[4]) | ( p[5] & p[4] & g[3]) | ( p[5] & p[4] & p[3] & g[2])| ( p[5] & p[4] & p[3] & p[2] & g[1]) | ( p[5] & p[4] & p[3] & p[2] & p[1] & g[0])| ( p[5] & p[4] & p[3] & p[2] & p[1] & p[0] & cin),c_tmp[6] = g[6] | ( p[6] & g[5]) | ( p[6] & p[5] & g[4]) | ( p[6] & p[5] & p[4] & g[3])| ( p[6] & p[5] & p[4] & p[3] & g[2]) | ( p[6] & p[5] & p[4] & p[3] & p[2] & g[1])| ( p[6] & p[5] & p[4] & p[3] & p[2] & p[1] & g[0])| ( p[6] & p[5] & p[4] & p[3] & p[2] & p[1] & p[0] & cin),c_tmp[7] = g[7] | ( p[7] & g[6]) | ( p[7] & p[6] & g[5]) | ( p[7] & p[6] & p[5] & g[4])| ( p[7] & p[6] & p[5] & p[4] & g[3]) | ( p[7] & p[6] & p[5] & p[4] & p[3] & g[2])| ( p[7] & p[6] & p[5] & p[4] & p[3] & p[2] & g[1])| ( p[7] & p[6] & p[5] & p[4] & p[3] & p[2] & p[1] & g[0])| ( p[7] & p[6]& p[5] & p[4] & p[3] & p[2] & p[1] & p[0] & cin);assign s[7:0] = a[7:0] ^ b[7:0] ^{c_tmp[6:0],cin};endmodule。

8位加法器的设计

实验二 8位加法器设计一、实验目的熟悉利用Quartus Ⅱ的图形编辑输入法设计简单组合电路，掌握层次化设计方法，并通过8位全加器的设计，进一步熟悉利用EDA 软件进行数字系统设计的流程。

二、实验仪器与器材计算机1台，GW48-PK2S 实验箱1台，Quartus Ⅱ6.0 1套。

三、实验内容1. 基本命题利用图形输入法设计一个一位半加器和全加器，再利用级联方法构成8位加法器。

2. 扩展命题利用文本输入法设计4位并行进位加法器，再利用层次设计方法构成8位加法器。

通过时序仿真，比较两种加法器的性能。

四、设计思路加法器是数字系统中的基本逻辑器件。

例如，为了节省逻辑资源，减法器和硬件乘法器都可由加法器来构成。

多位加法器的设计十分耗费硬件资源，因此在实际的设计和相关系统的开发中，需要注意资源的利用率和进位速度两方面的问题。

对此，首先应选择较适合组合逻辑设计的器件作为最终的目标器件，如CPLD ；其次在加法器的逻辑结构设计上，在芯片资源的利用率和加法器的速度两方面权衡得失，探寻最佳选择，即选择最佳的并行进位最小的加法单元的宽度。

显然这种选择与目标器件的时延特性有直接关系。

多位加法器的构成有两种方式：即并行进位和串行进位方式。

串行进位方式的加法器是将全加器级联构成的，它有电路简单，但进位速度较慢的特点。

并行进位加法器设有产生并行进位的逻辑电路，加法器的进位仅与输入状态有关，与各级加法器的进位无关，即第 i 位加法器的进位直接由该位的各输入状态决定，其关系式为：i i i i i i C Y X Y X C ⋅⊕+=+1 （i = 0,1,2,3…）当i = 3时，代入上述表达式可得：00112233001122331122332233334C Y X Y X Y X Y X Y X Y X Y X Y X Y X Y X Y X Y X Y X Y X C ⋅⊕⋅⊕⋅⊕⋅⊕+⋅⊕⋅⊕⋅⊕+⋅⊕⋅⊕+⋅⊕+= 4位加法器的各位和数表达式如下：0000010000111112111122222322223333343333C Y X Y X C C Y X S C Y X Y X C C Y X S C Y X Y X C C Y X S C Y X Y X C C Y X S ⋅⊕+=⊕⊕=⋅⊕+=⊕⊕=⋅⊕+=⊕⊕=⋅⊕+=⊕⊕=用门电路实现的4位并行加法器电路如图2-1所示。

行波进位加法器原理

行波进位加法器原理行波进位加法器由多个全加器（Full Adder）串联而成。

全加器是一种能够进行两个二进制数相加的电路。

它有三个输入（两个用于加法操作的输入和一个用于传递进位的输入）和两个输出（一个用于和输出结果相加的输出和一个用于向高位传递进位的输出）。

行波进位加法器中的全加器通过串联的方式连接在一起。

首先，将相加的两个二进制数的最低位与第一个全加器连接，而后将第一个全加器的进位输出与下一个全加器的进位输入相连，如此类推，直到最高位。

这样，在每一个阶段，从第一个全加器到最后一个全加器，进位会在电路中的各个阶段进行传递。

下面是一个4位行波进位加法器的例子：```A3A2A1A0输入B3B2B1B0输入____________________________C4S3S2S1S0输出```其中，A3A2A1A0和B3B2B1B0分别是两个相加的4位二进制数的输入，C4是最高位进位，S3S2S1S0是得到的4位和结果。

1.输入A3A2A1A0和B3B2B1B0被送入第一个全加器中进行相加。

```A3A2A1A0输入B3B2B1B0输入____________________________C1S0输出```首先，A0和B0被送入第一个全加器进行相加，得到和位S0和进位位C1、和位S0被保存下来作为最低位的和结果，而进位位C1会被传递给下一个全加器。

2.进位位C1被送入第二个全加器中进行与A1B1相加。

```A3A2A1输入B3B2B1输入____________________________C2S1S0输出```接下来，A1B1和C1被送入第二个全加器进行相加，得到和位S1和进位位C2、和位S1被保存下来作为次低位的和结果，而进位位C2会被传递给下一个全加器。

3.接下来的阶段依次进行，直到最后一个全加器：```A3A2输入B3B2输入____________________________C3S2S1S0输出```最终，我们得到了最高位的和位S3和进位位C3、和位S3被保存下来作为最高位的和结果，而进位位C3被传递给下一个全加器。

8bit 符号数加法器

8bit符号数加法器一、概述8bit符号数加法器是一种用于实现两个8位二进制数相加的硬件或软件设备。

在数字电路和计算机编程中，这种加法器对于各种应用和计算任务非常有用。

二、设计原理符号数加法器基于二进制数的加法原理进行设计。

当两个二进制数相加时，我们需要考虑的是每一位上的数值相加的结果，以及最高位的进位问题。

对于负数，我们还需要考虑到符号位的问题。

为了处理这些情况，符号数加法器设计为可以识别输入数字的符号，并根据不同的符号采取不同的加法策略。

三、硬件实现8bit符号数加法器的硬件实现方法多种多样，具体实现方式取决于所使用的硬件平台和设计要求。

常见的实现方式包括微处理器、FPGA（现场可编程门阵列）以及其他数字逻辑设备。

微处理器通常具有专门的硬件模块或软件算法来实现加法运算，而FPGA则允许根据需要进行自定义设计。

在FPGA实现中，可以使用计数器或寄存器来存储输入数字的数值位，以及查找表来存储输入数字的符号位。

此外，可能需要使用额外的逻辑和寄存器来处理溢出和下溢情况。

四、软件实现8bit符号数加法器的软件实现方法也很多样化，具体实现方式取决于所使用的编程语言和设计要求。

常见的编程语言如Python、C++、Java等都可以方便地实现这个功能。

在软件实现中，可以通过编写程序代码来实现8bit符号数加法器的功能，并进行相应的测试和验证。

五、应用场景8bit符号数加法器可以应用于各种数字系统和计算机编程模型中，例如数字信号处理、嵌入式系统、游戏开发、人工智能等。

它提供了高效、可靠的数字运算功能，对于这些应用中的计算任务至关重要。

除此之外，它还可以用于数据校验、加密解密、科学计算等领域。

六、总结8bit符号数加法器是一种重要的数字电路组件，它能够将两个8位的二进制数相加，并对负数的符号进行特殊处理。

通过不同的硬件和软件实现方法，我们可以方便地设计和使用这个加法器。

它的应用范围广泛，为各种数字系统和计算任务提供了有力的支持。

8位串行进位加法器讲解学习

8位串行进位加法器实验报告一、实验目的使对quartus II的使用进行初步的了解，对于一些芯片的组合应用更加掌握。

二、实验内容设计8位串行进位加法器用半加器设计一个全加器元件，然后根据图4-38，在顶层设计中用8个1位全加器构成8位串行进位加法器。

给出时序仿真波形并说明之、引脚锁定编译、编程下载于FPGA中进行硬件测试。

完成实践报告。

三、实验步骤及各步结果1、分析8位串行全加器的层次结构2、半加器3、一位全加器4、8位全加器//8-bit adder//half addermodule halfadder(S,C,A,B);input A,B;output S,C;xor(S,A,B);and(C,A,B);endmodule//1-bit full addermodule fulladder(S,CO,A,B,CI);input A,B,CI;output S,CO;wire S1,D1,D2;halfadder HA1(S1,D1,A,B);halfadder HA2(S,D2,S1,CI);or g1(CO,D2,D1);endmodule//8-bit full addermodule _8bit_adder(S,C7,A,B,C_1);input[7:0]A,B;input C_1;output [7:0]S;output C7;wire C0,C1,C2,C3,C4,C5,C6,C7;fulladder FA0(S[0],C0,A[0],B[0],C_1),FA1(S[1],C1,A[1],B[1],C0),FA2(S[2],C2,A[2],B[2],C1),FA3(S[3],C3,A[3],B[3],C2),FA4(S[4],C4,A[4],B[4],C3),FA5(S[5],C5,A[5],B[5],C4),FA6(S[6],C6,A[6],B[6],C5),FA7(S[7],C7,A[7],B[7],C6); endmodule5、软件使用（1）、新建一个工程，工程名为_8bit_adder(2)、新建一个Verilog HDL File文件并写入程序代码（3）、对写完的代码进行编译，发现没有错误（4）、新建一个波形文件（5）、新建（6）、插入程序后双击输入数值进行数据的输入（7）、输入相应的值（8）、仿真出来的结果（9）、按时序给输入端输入不同的数据（10）、继续仿真，波形如图（11）、时序仿真（12）、放大后这里出现了冒险竞争。

组成原理课下报告_8位并串行加法器

组成原理课外实践报告（第二次）院系：计算机学院专业班：信息安全0902学号：U200915316姓名：丁洪鑫老师：秦磊华时间：2011.5一．题目要求利用EDA 软件分别设计一个先行进位和行波进位的8位加法器，分别对它们进行时序分析，比较先行进位和行波进位在时间上的差别。

二．实践准备1. 了解EDA （基于MAX+plus ）在做这个实践题目之前，并未接触过EDA 技术和实际的EDA 软件。

在查阅了相关书籍后，对EDA 技术有了两方面的初步认识（足以解决本实践问题）：1. VHDL 语言算法（自顶向下）。

这种语言以前并未接触学习过，故在实践开始前做了一些粗浅的自学功课。

总的说来即是避开复杂的逻辑运算与原理图设计，用比较简洁的VHDL 语言直接描述器件的逻辑结构，编译成功后可利用该EDA 软件（本实践中利用的是MAX+plus 工具）进行时序仿真并进行延时分析。

本实践中的先行进位8位加法器即用VHDL 语言来描述实现。

2. 原理图输入设计（自底向上）。

这是传统的电子设计技术，在这里结合VHDL 语言（即先利用VHDL 语言设计一位全加器封装后用于原理图设计）用原理图的传统方法来设计8位行波进位加法器。

2.理论分析1）行波进位加法器行波进位加法器即串行进位加法器。

可以用一位全加器FA 直接相连得到（低FA 的进位输出直接与相邻的高位FA 的进位输出相连），如图C0 A0B0A7 B7 F7F0 C7FA FAFA FA FA FA FA FA图中进位表达式为：C 0=X(未知)C 1=A 0B 0+（A 0+B 0）C 0C 2=A 1B 1+（A 1+B 1）C 1……C 7=A 6B 6+（A 6+B 6）C 6由公式知，高位进位产生依赖于相邻地位的进位输出，由于高位运算需要等待地位的运算，因此串行进位加法器的速度较慢。

2）并行进位加法器由串行进位的进位表达式，得到下式：C 0=0C 1=A 0B 0+（A 0+B 0）C 0=A 0B 0C 2=A 1B 1+（A 1+B 1）C 1=A 1B 1+（A 1+B 1）A 0B 0C 3=A 2B 2+（A 2+B 2)C 2=A 2B 2+（A 2+B 2）A 1B 1+（A 2+B 2）（A 1+B 1）A 0B 0……C 7=A 6B 6+(A 6+B 6)A 5B 5+(A 6+B 6)(A 5+B 5)A 4B 4+(A 6+B 6)(A 5+B 5)(A 4+B 4)A 3B 3+(A 6+B 6)(A 5+A 5)(A 4+B 4)(A 3+B 3)A 2B 2+(A 6+B 6)(A 5+B 5)(A 4+B 4)(A 3+B 3)(A 2+B 2)A 1B 1由公式可以看出，每一个进位的产生都不不互相依赖，只要给出C 0 ，加数和被加数即可算出所有的进位，即可同时计算。

全加器实现的8位行波进位加法器

计算机组成原理实验报告实验项目全加器实现的8位行波进位加法器成绩一、实验目的：1、理解加法器的原理；2、掌握各种常见的加法器的设计方法。

二、实验原理：本实验中，用8个全加器实现8位的串行波进位加法器。

所用的全加器内部逻辑如全加器的两个基本公式。

将8个全加器串联起来，也就是说低位全加器的进位输出连到相邻的高位全加器的进位输入，就构成了8位加法器。

实验电路图如下参照全加器的原理，port：输入的8位操作数a : in std_logic_vector(7 downto 0);b : in std_logic_vector(7 downto 0);低位进位：cin : in std_logic;最高位进位：carryout : out std_logic;相加的和：sum : out std_logic_vector(7 downto 0)对应位相加可能出现进位，定义信号变量：signal c0,c1,c2,c3,c4,c5,c6:std_logic;根据行波进位加法器的原理，我们需要实现将低位加法器的进位输出连到相邻高位全加器的进位输入的功能。

要实现这一功能，就要完成两部分运算：1、两个操作数的对应位相加，程序为：sum(1)<=a(1) xor b(1) xor c0;（其中c0为低位的进位）...sum(7)<=a(7) xor b(7) xor c6;注意：sum(0)与后面的略有不同，因为其没有低位进位，但我们已经定义了cin,因此程序为：sum(0)<=a(0) xor b(0) xor cin;2、计算本位向高位的进位，程序为：c1<=(a(1) and b(1))or(a(1)and c0)or(b(1)and c0);…c6<=(a(6) and b(6))or(a(6)and c5)or(b(6)and c5);3、计算最高位，程序为：carryout<=(a(7) and b(7))or(a(7)and c6)or(b(7)and c6);由此就将8位加法器串联起来，实现八位全加器的功能。

8bit 符号数加法器

8bit 符号数加法器8位符号数加法器是一种用于将两个8位二进制数相加的计算器。

在电子计算机系统中，加法运算是最基本和最常用的运算之一。

为了实现高速和高性能的加法运算，硬件电路中使用了8位符号数加法器，该加法器可以在毫秒级别内完成加法运算。

8位符号数加法器由多个逻辑门组成，其中最基本的是逻辑门AND、OR和XOR。

逻辑门AND的作用是将两个输入信号相乘，只有当两个输入信号都为1时，输出信号才为1；逻辑门OR的作用是将两个输入信号相加，只要有一个输入信号为1，输出信号就为1；而逻辑门XOR的作用是对两个输入信号进行异或运算，只有当两个输入信号不同时，输出信号才为1。

在8位符号数加法器中，有两个8位输入端口和一个Carry输入端口，用于接收传入的两个8位数和Carry进位。

还有两个8位输出端口，分别用于输出结果数和Carry进位。

当两个8位输入数相加时，如果两个数的对应位相加结果为1，那么输出结果数的对应位就为1；如果两个数的对应位相加结果为0，那么输出结果数的对应位就为0。

Carry进位指的是当两个位相加时，产生的进位信号。

如果两个位相加结果大于等于2，那么会产生一个进位信号。

例如，当两个二进制数10和01相加时，结果为11，进位信号为1，表示有一个进位。

而当两个二进制数10和11相加时，结果为101，进位信号为0，表示没有进位。

Carry进位信号可以在下一次相加时参与进位运算。

在8位符号数加法器中，还可以使用Overflow溢出标志位来表示加法运算是否溢出。

溢出指的是当两个数相加结果超过8位二进制表示范围时，即生成了一个9位二进制数。

在8位符号数加法器中，当结果数的最高位和Carry进位相等时，表示没有溢出；当结果数的最高位和Carry进位不相等时，表示溢出。

实现8位符号数加法器的关键在于设计逻辑电路。

以下是一个用于实现8位符号数加法器的伪代码：```input: A[7:0], B[7:0], C_inoutput: S[7:0], C_out, Overflowfor i = 0 to 7:sum[i] = A[i] XOR B[i] XOR C_inC_in = (A[i] AND B[i]) OR (C_in AND (A[i] XOR B[i]))S[7:0] = sum[7:0]C_out = C_inOverflow = (A[7] AND B[7] AND (S[7] XOR C_out)) OR ((A[7] XOR B[7]) AND (S[7] AND C_out))```该伪代码实现了8位符号数加法器的逻辑运算。

行波进位加法器原理

行波进位加法器原理
行波进位加法器是一种数字电路，用于将两个二进制数字相加。

它的
原理基于行波传输线的原理，即信号在传输线上的传播速度是近乎恒定的。

行波进位加法器主要包括三个部分：半加器、全加器和行波进位器。

半加器用于将两个二进制位进行加法运算，并产生一个和位和一个进位位。

全加器用于将三个二进制位进行加法运算，并产生一个和位和一个进位位。

行波进位器用于产生进位信号，并对进位信号进行修正和传递。

行波进位加法器的原理是，将待加的二进制数字通过行波传输线传递
到每个半加器中。

半加器处理后，将结果经过行波传输线传递给全加器。

全加器将三个二进制位加法处理后，将结果传递给行波进位器进行进位信
号的产生和修正。

行波进位加法器具有高速、稳定的特点，适用于大规模数字运算。

它
广泛应用于计算机、通信、雷达、自动化控制等领域。

8位加减发器设计概述

8位加减发器设计前两天刚帮朋位友做了一个数字电路里的8位加减发器，感触颇深啊！一个简单的8位加减发器都做了好久，而且……•简单说一下题目：熟悉计算机的加、减法运算的原理和硬件电路的实现，掌握带符号加减法的溢出方法判断和硬件电路的实现方法。

1、输入数据为原码，其中高1位为符号位，低7位为数据位，运算结果需要转换为原码表示。

2、具有进位信号输入，输出能力，溢出判断能力。

3、通过功能选择控制信号M选择运算功能，M =0，加法运算，M=1,进行减法运算。

4、用数码管显示两个输入数据和运算结果。

用发光二极管显示溢出与否，绿灯表示未溢出，红灯表示溢出。

•要求1、在multisim上进行电路设计及仿真2、输入、输出数码显示正确，另外溢出指示正确3、结果验证，选择四组数据依次验证:结果为正不溢出、结果为负不溢出、结果正溢出和结果负溢出四种情况个人感觉刚读完题有点懵，没听过这位老的讲的课谁能看懂什么意思……每个人看到这个题的第一反应应该是分类，加法有几种情况，减法有几种情况，但是这种情况你就陷入了误区，这时候你应该问一下小伙伴学的课本，大概那个章节，重新学习一下（反正我是栽了跟头以后，要了他们的课本，看了几个例题就知道他们老师想干什么了）：.这是好几天以前写的了，忘了思路了，下面把小伙伴的报告直接贴上摘要采用一款优秀的软件Multisim13作为设计平台,,对任意一个8位二进制并行加/减法运算电路的设计原理及构成方法作了详细的介绍,通过按键输入被减数和减数，并设置+、-号按键;允许减数大于被减数，负号可采用数码管或其他显示器件，并利用LED灯显示计算结果。

提出至少两种设计实现方案，并优选方案进行设计。

利用该软件能实现电子电路的快速设计和仿真,大大缩短了电子电路的设计开发周期。

本文以任意一个8位二进制并行加/减法运算电路的设计为例,详细介绍了基于Multisim13的数字电路加减法运算的设计与仿真。

【关键词】Multisiml3，寄存器，显示器，门元件，数字电路第1章概述1.1 课题分析目前人类社会已逐步实现了高度发达的信息化,各种电子产品不但在性能上不断增强,而且更新换代的频率也越来越快,实现这种进步的主要原因是生产制造技术和电子设计技术的发展，特别是以EDA为核心的电子设计技术得到了飞速发展。

8位行波进位加减法器课程设计报告

南通大学计算机科学与技术学院计算机组成原理课程设计报告书课题名8 位行波进位加减法器班级__________姓名______________学号________指导教师日期目录1.设计目的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12.设计内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13.设计要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14.设计原理与电路图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯15.系统调试情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯36.设计总结与体会⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯47.参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯51设计目的熟练掌握补码加减法运算规则2设计内容设计一个能够完成8 位补码加减法运算的ALU3设计要求采用行波（串行）进位的方式，并具备溢出判断功能4设计原理与电路图 ( 包括总框图、微程序控制器的逻辑图、电路图和封装图)逻辑表达式：S i A i B i C iCi 1A i B i A i C i B i C iA iB i( A i B i )C iA iB i .( A i B i ).C i1 位全加器逻辑电路图 1 位全加器封装图FAn 位行波进位的补码加法/加法器原理图n 位行波进位的补码加法/加法器5系统调试情况测试 1：当 m=0时，执行 00000001+00000001，结果为 00000010，如下图所示：测试 2：当 m=1时，执行00000001-00000001 ，结果为00000000，如下图所示：测试 3：当 m=0时，执行 01111111+000000001，结果为 011111111，产生溢出，红灯亮，如下图所示：测试 4：当 m=1时，执行 10000000-00000001 ，结果为 110000001，产生溢出，红灯亮，如图所示：6设计总结与体会本次课程设计，让我学到了很多。