加法器的实现(半加器,全加器,行波进位加法器,超前进位加法器,流水线加法器)
一、半加器和全加器
二、行波进位加法器
三、超前进位加法器(Carry-Lookahead Adder,CLA)
https://www.jianshu.com/p/6ce9cad8b467
四、流水线加法器
源文件:
`timescale 1ns / 1ps
module adder_pipeline2(
input clk,
input [7:0]a,
input [7:0]b,
input cin,
output reg[7:0]sum,
output reg cout);reg [3:0]tem_a;
reg [3:0]tem_b;
reg [3:0]sum1;
reg cout1;
always@(posedge clk)//第一级流水线begin
{cout1,sum1}<=a[3:0]+b[3:0]+cin;
endalways@(posedge clk)//将输入寄存一拍begin
tem_a<=a[7:4];
tem_b<=b[7:4];
endalways@(posedge clk)//第二级流水线
{cout,sum}<={{1'b0,tem_a}+{1'b0,tem_b}+cout1,sum1};
endmodule
测试文件:
`timescale 1ns / 1ps
module tb_adder2pipeline;
reg clk;
reg [7:0]a;
reg [7:0]b;
reg cin;
wire [7:0]sum;
wire cout;
initial
clk=0;
always #10clk=~clk;always@(posedge clk)begin
a<={$random}%255;
b<=2+{$random}%250;
cin<={$random}%2;
endadder_pipeline2 u_adder(
.clk(clk),
.a(a),
.b(b),
.cin(cin),
.cout(cout),
.sum(sum)
);
endmodule
仿真波形:
两级流水线,加法器的和延迟两个周期输出结果。
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