HDLBits刷题合集—9 Arithmetic Circuits

HDLBits-66 Hadd

Problem Statement
创建一个半加器。半加器将两个输入(不带低位的进位)相加产生和和向高位的进位。

代码如下：

module top_module( input a, b,output cout, sum );//assign sum  = a + b;//assign cout = a & b;assign {cout,sum} = a + b;endmodule

HDLBits-67 Fadd

Problem Statement
创建一个全加器。一个全加器加有3个输入(包括低位的进位)并产生一个和和向高位的进位。

代码如下：

module top_module( input a, b, cin,output cout, sum );//assign sum  = a ^ b ^ cin;//assign cout = a & b | a & cin | b & cin;assign {cout,sum} = a + b + cin;endmodule

HDLBits-68 Adder3

Problem Statement
现在你已经知道如何建立一个一位全加器，实例化3次一位全加器来创建一个3位二进制行波进位加法器。该加法器有两个3位输入和一个低位的进位，产生一个3位的和和一个输出。为了鼓励你确实实例化了全加器，行波进位加法器也输出每个一位全加器进位的输出。cout[2]是最后一个一位全加器的进位输出，也是你通常看到的进位输出。

代码如下：

module top_module( input [2:0] a, b,input cin,output [2:0] cout,output [2:0] sum );adder u0 (.a(a[0]), .b(b[0]), .cin(cin), .cout(cout[0]), .sum(sum[0]));adder u1 (.a(a[1]), .b(b[1]), .cin(cout[0]), .cout(cout[1]), .sum(sum[1]));adder u2 (.a(a[2]), .b(b[2]), .cin(cout[1]), .cout(cout[2]), .sum(sum[2]));endmodulemodule adder(input a, b, cin,output cout, sum);assign {cout,sum} = a + b + cin;endmodule

HDLBits-69 Exams/m2014 q4j

Problem Statement
实现下面的电路：

代码如下：

module top_module (input [3:0] x,input [3:0] y, output [4:0] sum);assign sum = x + y;endmodule

HDLBits-70 Exams/ece241 2014 q1c

Problem Statement
假设有2个8位二进制数a[7:0]和b[7:0]。他们相加得到s[7:0]。判断是否发生了(有符号的)溢出。

这里参考格林课堂
有符号数溢出有两种情况：一是正正相加，产生正溢出；另一种情况是负负相减，产生负溢出。所以就分别考虑了这两种情况，将这两种情况取或判断溢出。

a[7] && b[7] && ~s[7]：
正数相加产生一个负数，判断溢出。
~a[7] && ~b[7] && s[7]：
负数相减（补码相加）产生正数，判断溢出。

代码如下：

module top_module (input [7:0] a,input [7:0] b,output [7:0] s,output overflow
); //assign s = a + b;assign overflow = ( a[7] & b[7] & ~s[7] ) | (~a[7] & ~b[7] & s[7]);endmodule

HDLBits-71 Adder100

Problem Statement
创建一个100位二进制加法器。两个100位的数和一个低位的进位相加，产生一个100位的和和一个向高位的进位。

代码如下：

module top_module( input [99:0] a, b,input cin,output cout,output [99:0] sum );assign {cout,sum} = a + b + cin;endmodule

HDLBits-72 Bcdadd4

Problem Statement
给定一个名为bcd_fadd的BCD码加法器，它可以实现两个BCD码和一个低位的进位相加，产生一个和和一个向高位的进位。

实例化4个bcd_fadd，用来创建一个4位BCD码行波进位加法器。该加法器可以实现两个4位的BCD码（打包成16位的向量）和一个进位相加，产生一个4位的和和一个进位。

代码如下：

module top_module( input [15:0] a, b,input cin,output  cout,output [15:0] sum );wire [3:0] cout_temp;bcd_fadd ins0 (.a(a[3:0]), .b(b[3:0]), .cin(cin), .cout(cout_temp[0]), .sum(sum[3:0]));bcd_fadd ins1 (.a(a[7:4]), .b(b[7:4]), .cin(cout_temp[0]), .cout(cout_temp[1]), .sum(sum[7:4]));bcd_fadd ins2 (.a(a[11:8]), .b(b[11:8]), .cin(cout_temp[1]), .cout(cout_temp[2]), .sum(sum[11:8]));bcd_fadd ins3 (.a(a[15:12]), .b(b[15:12]), .cin(cout_temp[2]), .cout(cout_temp[3]), .sum(sum[15:12]));assign cout = cout_temp[3];endmodule

Note
新手一枚，主要分享博客，记录学习过程，后期参考大佬代码或思想会一一列出。欢迎大家批评指正！

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