4位串行进位加法器:
全加器的算法为:
S = X ^ Y ^ C_in ;
C_out = X*Y + X*C_in + Y*C_in ;
对应的verilog代码为:
module adder_4bits(A, B, C_in, S_out, C_out);
input [3:0] A;
input [3:0] B;
input C_in;
output [3:0] S_out;
output C_out;
reg [3:0] S_out;
reg C_out;
reg [1:0] T1, T2, T3, T0;
task ADD;
input A, B, C_in;
output [1:0] T;
reg [1:0] T;
reg S_out, C_out;
begin
S_out = A ^ B ^ C_in;
C_out = (A&B) | (A&C_in) | (B&C_in);
T = {C_out, S_out};
end
endtask
always @(A or B or C_in) begin
ADD (A[0], B[0], C_in, T0);
ADD (A[1], B[1], T0[1], T1);
ADD (A[2], B[2], T1[1], T2);
ADD (A[3], B[3], T2[1], T3);
S_out = {T3[0], T2[0], T1[0], T0[0]};
C_out = T3[1];
end
endmodule
得到的功能仿真图为:
总结:任何n位加法器电路都可以用作减法器,方法是将减数取反,将进位输入和进位输出处理成具有相反有效电平的借位信号。
4位串行借位减法器的verilog代码如下:
module subtractor_4bits(A, B, C_in, S_out, C_out);
input [3:0] A;
input [3:0] B;
input C_in;
output [3:0] S_out;
output C_out;
reg [3:0] S_out;
reg C_out;
reg [1:0] T1, T2, T3, T0;
task SUB;
input A, B, C_in;
output [1:0] T;
reg B_n, C_in_n, C_out_n;
reg [1:0] T;
reg S_out, C_out;
begin
B_n = ~B;
C_in_n = ~C_in;
S_out = A ^ B_n ^ C_in_n;
C_out = (A&B_n) | (A&C_in_n) | (B_n&C_in_n);
C_out_n = ~C_out;
T = {C_out_n, S_out};
end
endtask
always @(A or B or C_in) begin
SUB (A[0], B[0], C_in, T0);
SUB (A[1], B[1], T0[1], T1);
SUB (A[2], B[2], T1[1], T2);
SUB (A[3], B[3], T2[1], T3);
S_out = {T3[0], T2[0], T1[0], T0[0]};
C_out = T3[1];
end
endmodule
得到的功能仿真图为:
注意:当被减数小于减数是,得到的波形结果是以补码显示为准,这时,应借助C_out值可算出真实的负数值。
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