应用原理图方法设计八位二进制加法器
八位二进制乘法器
八位二进制乘法器
——八位二进制乘法器
学院: 信息科学与技术学院 班级: 计0805-2
学号:
姓名: 雄鹰
*** 指导老师:
完成时间:2010年7月11日
目录
1 课题综述
2.1 分析问题 2.2 结构框图 2.3原理图
3.1上机调试及排错过程 3.2 波形文件 3.3 VHDL文本 4 上机结果分析 5 总结
6 致谢
7 参考资料
课题二:八位二进制乘法器
1 课题综述
选择这个课题与我以前做过二进制乘法电路有关，思想源于此，但那次是用组合逻辑电路实现的且是两位二进制乘法，很受局限，由此想扩展它。
实现二进制乘法器的电路有多种方法，一种是由组合逻辑电路(与、或、非门)构成的乘法器，速度快但占用PLD的资源比较多，难以实现多位乘法;另一种是基于PLD器件外接ROM九九表的乘法器，但无法构成片上系统，不是很适用。这一次我是采用八位二进制乘法的硬件算法，不同于前面两种乘法器电路，是由一个加法器和移位寄存器构成的时序逻辑方式的八位硬件乘法器。 2.1 分析问题
硬件乘法器的乘法原理是通过逐项移位相加的方法来实现。
在计算过程中，先观察乘数的每一位，从最低位开始，若最低位是1，则被乘数被复制到下面，否则复制为全零，复制下来的数值较前一个数值左移一位。最后，将复制的数值相加，它们的和就是乘积。两个n位二进制数相乘的结果最多可以有2n位的二进制数。
根据上面这个乘法的过程，可以得出三点:
, 只对两个二进制数进行相加运算，并用寄存器不断地累加部
分积;
, 将累加的部分积左移，但复制的被乘数不左移;
, 乘数的对应位若为0时，对累加的部分积不产生影响。
2.2 结构框图 S0
d[7…0]被乘数
b[7…0]乘数
n为数
0
ST
1
A[15..0]
0 S2
S1
Z=1输出 n n-1
1
B0 0
A A+d
A右移 S2 0 1
八位全加器设计
八位全加器设计
一、实验目的
熟悉利用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详细流
程。
二、实验原理及仿真结果
方案一
8位全加器可以由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与下一级一位全加器的进位输入信号cin相连。 设计流程（含仿真波形图）：
1、全加器的实现：由半加器加上组合电路实现。
仿真结果为：
2、 八位全加器的实现：由八个全加器组合生成八位全加器。
仿真结果为：
方案二
直接调用Quartus内部的宏功能模块LPM_ADD_SUB来实现8位全加器，其电路结构图
如下：
仿真结果为：
方案三
利用VHDL语言的运算操作符“+”和并置符“&”，可以通过少量的代码来实现复杂的全
8位加器，关键代码如下：
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_unsigned.ALL; ENTITY fulladderarray IS
PORT(aa: IN STD_LOGIC_vector(7 downto 0);
bb: IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); cin: IN STD_LOGIC;
sum: out STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);
cout: OUT STD_LOGIC);
END ENTITY fulladderarray ;
ARCHITECTURE one OF fulladderarray IS
signal nn: std_logic_vector(8 downto 0);
BEGIN
nn<='0'& aa+bb+cin;
sum<=nn(7 downto 0); cout<=nn(8);
CMOS数字集成电路设计八位加法器实验报告
CMOS数字集成电路设计八位加法器实验报告
1 / 19
CMOS数字集成电路设计
课程设计报告
学 院： ******
专 业： ******
班 级： ******
姓 名： Wang Ke qin
指导老师： ******
学 号： ******
日 期： 2012-5-30 CMOS数字集成电路设计八位加法器实验报告
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目 录
一、 设计要求 错误 ! 不决义书签。
二、 设计思路 错误 ! 不决义书签。
三、 电路设计与考证 错误 !不决义书签。
(一 ) 1 位全加器的电路设计与考证 错误 !不决义书签。
1) 原理图设计错误 !不决义书签。
2) 生成符号图错误 !不决义书签。
3) 成立测试激励源错误 !不决义书签。
4) 测试电路 错误 ! 不决义书签。
5) 波形仿真 错误 ! 不决义书签。
(二 ) 4 位全加器的电路设计与考证 错误 !不决义书签。
1) 原理图设计错误 !不决义书签。
2) 生成符号图错误 !不决义书签。
3) 成立测试激励源错误 !不决义书签。
4) 测试电路 错误 ! 不决义书签。
5) 波形仿真 错误 ! 不决义书签。
(三 ) 8 位全加器的电路设计与考证 错误 !不决义书签。
1) 原理图设计错误 !不决义书签。
2) 生成符号图错误 !不决义书签。
3) 测试激励源错误 !不决义书签。
4) 测试电路 错误 ! 不决义书签。
5) 波形仿真 错误 ! 不决义书签。 6) 电路参数 错误 ! 不决义书签。
四、 疆域设计与考证 错误 !不决义书签。
(一 ) 1 位全加器的疆域设计与考证 错误 !不决义书签。
1) 1 位全加器的疆域设计 错误 ! 不决义书签。
2) 1 位全加器的 DRC规则考证 错误 !不决义书签。
加法器电路
博学笃行 自强不息
1
加法器电路
概述：
加法器电路是一种基本的数字电路，用于将两个二进制数相加。它是数字计算机中常用的关键部件之一。在本文中，我们将探讨加法器电路的原理、分类、设计和应用。
一、原理
加法器电路的原理基于基本的二进制加法规则。在二进制加法中，相加的两个数字（0或1）称为位，而进位（carry）表示相邻位之间的进位情况。加法器电路的任务是将这两个输入位和进位位相加，并产生正确的输出位和输出进位。
加法器电路的实现有多种方法，包括半加器、全加器和并行加法器。
1. 半加器：
半加器是最基本的加法器电路，用于实现单个位的相加。它有两个输入，即要相加的两个位（A和B），以及一个进位输入（Carry
In）。半加器的输出包括两个部分：和（Sum）和进位（Carry）。和位表示两个输入位相加的结果，进位位表示进位情况。半加器电路可以用逻辑门实现，如异或门和与门。
博学笃行 自强不息
2
2. 全加器：
全加器扩展了半加器的功能，用于实现两个位和一个进位位的相加。除了输入位（A和B）和进位输入（Carry In），全加器还有一个输出进位（Carry Out）。当两个输入位和进位位相加时，全加器产生两个输出：和位（Sum）和进位位（Carry Out）。全加器电路可以通过组合多个半加器电路来实现。
3. 并行加法器：
并行加法器是多位加法器的一种形式，用于实现多位的二进制数相加。它在每一位上使用全加器电路，并将进位位连接在各个全加器之间。并行加法器通过同时处理多个位来实现快速的二进制加法，因此在计算机中得到广泛应用。
二、分类
根据多位加法器的输入和输出方式，加法器电路可以分为串行加法器和并行加法器。
1. 串行加法器：
串行加法器按位进行计算，即逐个位地相加和产生进位。它的输入和输出仅在单个位上进行。串行加法器的优点是简单且成本低廉，但它的运算速度较慢。
2. 并行加法器： 博学笃行 自强不息
移位相加8位硬件乘法器电路设计
ou 1 电子技术课程设计
----移位相加8位硬件乘法器电路计
学 院 :
华科学院
专 业 : 通信工程
班 级 :通信052201H
姓 名 : 张茹
学 号 :200522080122
指导教师 :柴婷婷
2007年12月30日
ou 2 一， 设计任务与要求--------------------（3）
1， 内容
2， 要求
二， 总体框图---------------------------（3）
1， 电路的总体框图
2， 框图的说明
3， 设计思路
4， 方案设计
三， 选择器件与功能模块-----------------（5）
1， 选择器件各功能模块及功能说明
四， 功能模块----------------------------（8）
1， ADDER8B的模块
2， ANDARITH的模块
3， ARICTL的模块
4， REG16B的模块
5， SREG8B的模块
五， 总体设计电路图----------------------（14）
1， 总体原理图
2， 仿真波形图
3， 管脚分配图
4， 硬件验证情况
六， 心得体会--------------------------------------（18）
ou 3
一. 设计任务与要求
1．内容: 由8位加法器构成的以时序逻辑方式设计的8位乘法器乘法通过逐向
移位加原理来实现，从被乘数的最低位开始，若为1，则乘数左移与
上一次和相加；若为0，左移后以全零相加，直至被乘数的最高位。
2．要求: (1) 重点掌握VHDL设计电路模块
(2) 在掌握8位加法器设计的基础上，进一步掌握8×8位乘法器的设计；
(3)进一步学习开发系统，掌握MAX+PLUS II的设计流程。
二．总体框图
（电路的总体框图）
移位相加8位硬件乘法器
八位全加器
EDA技术课程大作业
设计题目： 八位全加器设计
院 系： 电子信息与电器工程学院
学生姓名：
学 号： 200902070002
班级： 09电信专升本
2010 年 12 月 8 日
八位全加器设计
1. 设计背景和设计方案
1.1设计背景
近年来，由于EDA技术迅猛发展，已成为电子领域的一项重要技术。设计方法也多种多样。本文用EDA技术作为开发手段，用图形输入设计方法，实现一个八位加法器的设计，并进行了系统仿真。
八位加法器的构成有两种方法：并行进位和串行进位方式。并行进位加法器设有进位产生逻辑，运算速度较快；串行进位方式是将低位加法器的进位输出与相邻的高位加法器的进位输入信号相连，将全加器级联构成多位加法器。并行进位加法器通常比串行级联占用更多的资源。随着位数的增加，相同位数的并行加法器与串行加法器的资源占用差距也越来越大。因此，在工程中使用加法器时，要在速度和容量之间寻找平衡点。
1.2设计方案
本实验采用串行级联的方式构成八位加法器。该八位加法器由八个一位全加器构成，加法器间的进位由串行方式实现，即将低位加法器的进位输出与相邻的高位加法器的最低进位输入信号相连。原理图编辑如下：
VCCCiINPUTVCCA0INPUTVCCA1INPUTVCCA2INPUTVCCA3INPUTVCCA4INPUTVCCA5INPUTVCCA6INPUTVCCA7INPUTVCCB0INPUTVCCB1INPUTVCCB2INPUTVCCB3INPUTVCCB4INPUTVCCB5INPUTVCCB6INPUTVCCB7INPUTCoOUTPUTS7OUTPUTS6OUTPUTS5OUTPUTS4OUTPUTS3OUTPUTS2OUTPUTS1OUTPUTS0OUTPUTainbincincoutsumf_adderinstainbincincoutsumf_adderinst1ainbincincoutsumf_adderinst2ainbincincoutsumf_adderinst3ainbincincoutsumf_adderinst4ainbincincoutsumf_adderinst5ainbincincoutsumf_adderinst6ainbincincoutsumf_adderinst7
8位硬件加法器VHDL设计
南昌航空大学实验报告
年 月 日
课程名称: EDA技术实验 课程名称: 8位硬件加法器VHDL设计
班级:_09083114___姓名: 同组人:___________________________
指导老师评定:___________________________签名:________________________
一、实验目的
1、学习8位硬件加法器的设计；
2、进一步了解使用VHDL表达和设计电路的方法。
二、实验步骤
1.打开VHDL编辑器窗口，输入八位硬件加法的VHDL描述：
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
ENTITY ADDER8 IS
PORT(CIN:IN STD_LOGIC;
A,B:IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);
S:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);
COUT:OUT STD_LOGIC);
END ADDER8;
ARCHITECTURE behav OF ADDER8 IS
SIGNAL SINT,AA,BB:STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0);
BEGIN
AA<='0'&A;BB<='0'&B;SINT<=AA+BB+CIN;
S<=SINT(7 DOWNTO 0);
COUT<=SINT(8);
END behav;
2、运行并打开其仿真波形图如图4-1所示
图4-1 8位硬件加法器仿真波形图
3、生成8位硬件加法器元件符号，如图4-2所示
图4-2 8位硬件加法器元件符号
4、生成8位硬件加法器的RTL级电路图，如图4-3所示
图4-3 8位硬件加法器RTL级电路图
八位加法器设计实验报告
八位加法器设计实验报告
实验名称：八位加法器设计实验
一、实验目的：
1.了解数字电路中加法器的基本原理。
2.学习八位加法器的设计和实现方法。
3.掌握八位加法器的工作过程和输出结果。
二、实验器材：
数字电路实验箱、电源线、逻辑门芯片（2个8位加法器芯片、1个与门芯片、1个或门芯片）、导线、电压表，显示器。
三、实验原理：
四、具体步骤：
1.搭建实验电路。
将两个8位加法器芯片、一个与门芯片、一个或门芯片分别插入数字实验箱中，并使用导线连接它们。将A和B分别连接到8位加法器芯片的A和B输入端，将进位输入端Cin接地。
然后将两个八位加法器芯片的S0-S7依次连接到特定点，作为低位数；
再将与门芯片的S仅连接到A口或B口上的特定点，或门芯片的S仅连接到A口上的特定点；
然后将A、B、Cin的高位输入引脚接到与门芯片的输入端上； 最后将八位加法器芯片的Cout引脚接到特定点，作为进位输出；将与门芯片和或门芯片的输出引脚接到显示器上。
2.进行实验。
给定任意两个8位操作数A和B，将它们输入到加法器中，并设置进位输入端Cin为0。观察显示器上的运算结果。
3.分析实验结果。
根据实验数据和观察结果，分析八位加法器的工作过程和输出结果，研究其工作原理。
5.总结实验。
根据实验结果和分析，总结设计和实现八位加法器的方法，并讨论可能存在的问题和改进方法。
五、注意事项：
1.在搭建实验电路之前，仔细检查电路连接是否准确、导线是否插紧。
2.在实验过程中，注意实验安全，注意观察显示器上的运算结果，及时记录实验数据。
3.实验结束后，将电源关闭，清理整理实验场地，将实验器材归位。
六、实验结果：
S0=1，S1=1，S2=0，S3=0，S4=0，S5=0，S6=1，S7=1，Cout=1
七、实验总结： 通过本次实验，我学习了数字电路中加法器的基本原理，掌握了八位加法器的设计和实现方法，了解了八位加法器的工作过程和输出结果。我通过实际搭建电路、输入操作数并设置进位输入，观察了八位加法器的运算结果，并根据实验结果进行了分析和总结。本次实验使我对数字电路中八位加法器有了更深入的理解，培养了我的实验操作能力和分析问题的能力。
8位全加器
EDA技术课程大作业
设计题目： 8位全加器
院 系： 电子信息与电气工程系
学生姓名：
学 号： 200902070023
专业班级： 09电子信息工程专升本
2010年 12月 10 日
8位全加器
1. 设计背景和设计方案
1.1设计任务
用VHDL设计一个八位并行加法器，该八位并行加法器是有两个四位二进制并行加法器通过级联而成，先设计两个四位二进制并行加法器分别表示八位数中的低四位和高四位以及其加法（含进位），再将两个四位并行加法器级联成一个八位并行加法器。
1.2设计要求
加法器是数字系统中的基本逻辑器件，减法器和硬件乘法器都可由加法器来构成。一个8位全加器可以由用两个4位二进制并行加法器级联以构成，加法器间的进位可以并行方式实现，即将低位加法器的进位输出COUT端与高位加法器的低位输入信号CIN相连。
1.3方案构思
多位加法器按其进位方式的不同可以分为两类：串行进位加法器和并行进位加法器。串行进位加法器是将多个一位全加器级联，低位全加器的进位输出送给相邻高位全加器作为进位输入，以此构成多位加法器。这种设计思路简单明了且占用资源较少，但运算速度较慢。并行进位方式则是在各位的加法环节之外，另外设有进位产生逻辑电路，各位的进位输入信号同时产生，从而各位可以同时完成全家运算，输出最后结果。
并行进位方式具有较快的运算速度，但是相对于串行进位方式来说，却往往占用更多的资源。尤其是当运算位数增加的时候，相同位数的并行进位和串行进位加法器的资源占用差距也越来越大。因此，常常需要设计者在运算速度和资源占用量之间做出折中和平衡。
实践证明，4位二进制并行进位加法器和串行级联加法器占用的资源几乎相同。因此，可以用两个4位二进制并行加法器级联以构成8位二进制加法器，这是一种较为合理的选择。其结构如图1：
EDA实验
电子设计自动化（EDA)
1 一、实验部分
实验一 仪器的熟悉及半加器的设计
一、实验内容：
（1）熟悉实验台
（2）用VHDL设计半加器及或门，并给出程序设计、软件编译、仿真分析、硬件测试及详细实验过程。
（3）根据以上的实验内容写出实验报告，包括程序设计、软件编译、仿真分析和详细实验过程；给出程序分析报告、仿真波形图及其分析报告。
实验二 简单组合电路的设计
一、 实验目的：
熟悉Max+plusⅡ的VHDL文本设计流程全过程，学习简单组合电路的设计、多层次电路设计、仿真和硬件测试。
二、 实验内容1：
利用MAX+plusⅡ完成2选1多路选择器的文本编辑输入(mux21a.vhd)和仿真测试等步骤，给出下图所示的仿真波形。
三、实验内容2：
将多路选择器看成是一个元件mux21a，利用元件例化语句并将此文件放在同一目录。以下是参考程序：
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
ENTITY MUXK IS
PORT (a1，a2，a3，s0，s1 : IN STD_LOGIC;
outy : OUT STD_LOGIC );
END ENTITY MUXK;
ARCHITECTURE BHV OF MUXK IS
COMPONENT MUX21A 电子设计自动化（EDA)
2 PORT ( a，b，s : IN STD_LOGIC;
y : OUT STD_LOGIC);
END COMPONENT ；
SIGNAL tmp : STD_LOGIC;
BEGIN
u1 : MUX21A PORT MAP(a=>a2，b=>a3，s=>s0，y=>tmp);
u2 : MUX21A PORT MAP(a=>a1，b=>tmp，s=>s1，y=>outy);