FPGA中最为丰富，在7系列的FPGA中，一个CLB中有两个Slice，Slice中包含4个LUT6、3个数据选择器MUX、两个独立进位链（Carry4，Ultrascale是CARRY8）和8个触发器...image 这里我们要先解释一下FPGA中利用Carry Chain实现加法的原理，比如两个加数分别为a = 4'b1000和b=4'b1100，其结果应该是8+12=20。...image 在本程序中，加数为din_a和din_b，图中 1表示CARRY4的进位输出到下一级的进入输入； 2表示输入的一个加数din_a（换成din_b也是可以的）； 3表示第二级输入的DI端口...(这里需要注意的是，在Vivado的默认设置下，如果进行的是12bit以下的数据加1'b1的操作，那么Vivado综合的结果并不会使用CARYY4，而是使用LUT来实现加法器)。 ...对于不同的位宽的数据，我们后面会给出一个通用的Verilog代码，朋友们可以关注github的Rex1168账户，过几天我们会把程序放到GitHub上，供大家免费下载。
本系列内容来自于知乎专栏，链接如下：https://zhuanlan.zhihu.com/c_1131528588117385216 本系列文章将和读者一起巡礼数字逻辑在线学习网站 HDLBits 的教程与习题...该加法器有两个100bit的输入和cin，输出为sum与cout。为了鼓励大家使用实例化来完成电路设计，我们同时需要输出每个全加器的cout。故cout[99]标志着全加器的最终进位。...解析： 相当于例化100个1bit的全加器来实现100bit的带进位的加法器，我在这里偷懒了，首先想到两个always语句之间是并行的，然后就可以仅使用for循环来实现电路设计了。...该加法器应包含两个100bit的BCD码(包含在400bit的矢量中)和一个cin， 输出产生sum 和 cout。 Hint 实例化数组和generate语句在这里很有用。...生成语句可以动态的生成verilog代码，当对矢量中的多个位进行重复操作时，或者当进行多个模块的实例引用的重复操作时，或者根据参数的定义来确定程序中是否应该包含某段Verilog代码的时候，使用生成语句能大大简化程序的编写过程
的教程与习题，并附上解答和一些作者个人的理解，相信无论是想 7 分钟精通 Verilog，还是对 Verilog 和数电知识查漏补缺的同学，都能从中有所收获。...一个add16计算加法结果的低16位，另一个计算结果的高16位。您的32位加法器同样不需要处理进位输入(假设为0)和进位输出(无需进位)信号。...，就是要多实现一个1bit全加器，如果不小心把16bit的全加器实现的话会提示模块声明多次的错误： Error (10228): Verilog HDL error at tb_modules.sv(1...牛刀小试 这次来实现一个改进型的加法器，如下图所示。第一级加法器保持不变，第二级加法器实现两个，一个假设进位为0，另一个假设进位为1。然后使用第一级结果和2选一选择器来选择哪一个结果是正确的。...(在SystemVerilog中，使用always_comb) 牛刀小试 使用assign语句和组合always块来构建与门。
本系列内容来自于知乎专栏，链接如下：https://zhuanlan.zhihu.com/c_1131528588117385216 本系列文章将和读者一起巡礼数字逻辑在线学习网站 HDLBits...的教程与习题，并附上解答和一些作者个人的理解，相信无论是想 7 分钟精通 Verilog，还是对 Verilog 和数电知识查漏补缺的同学，都能从中有所收获。...Problem 65 : Half adder (Hadd) 牛刀小试 本题中需要实现一个 2 进制 1bit 加法器，加法器将输入的两个 1bit 数相加，产生两数相加之和以及进位。...Problem 66 : Full adder (Fadd) 牛刀小试 本题中需要实现一个 2 进制 1bit 全加器，全加器与上一题中的加法器的区别在于，除了将输入的两个 1bit 数相加之外，还累加来自前级的进位...，一般全加器才是数字系统中广泛使用的加法器。
算法设计由RTL Verilog代码描述，以实现最佳区域和较少关键路径。本节用等效的Verilog RTL描述描述执行算术运算的重要逻辑块。...注：四位加法运算使用四个全加器。根据有符号或无符号添加要求，可以修改Verilog代码 图2.13综合后四位加法器 四位加法器和减法器 加法和减法的设计都是用加法器来完成。...注意考虑子控制，输入Ci和S4作为合成逻辑中的CO。这里，使用的资源是二进制全加器来执行加法和减法。减法运算仅使用加法器执行。...使用灵敏度列表中的所有所需信号，以避免仿真和综合不匹配。 避免使用三态逻辑，并使用具有适当使能电路的多路复用器实现所需的逻辑。...Verilog支持四值逻辑，它们是逻辑“0”、逻辑“1”、未知“x”、高阻抗“z” 在设计中减少加法器的使用。加法器可以使用多路复用器实现。
一、时序逻辑 时序逻辑是Verilog HDL 设计中另一类重要应用。从电路特征上看来，其特点为任意时刻的输出不仅取决于该时刻的输入，而且还和电路原来的状态有关。...从电路行为上讲，不管输入如何变化，仅当时钟的沿（上升沿或下降沿）到达时，才有可能使输出发生变化。 1、在描述时序电路的always块中的reg型信号都会被综合成寄存器，这是和组合逻辑电路所不同的。...2、时序逻辑中推荐使用非阻塞赋值“<=”。 3、时序逻辑的敏感信号列表只需要加入所用的时钟触发沿即可，其余所有的输入和条件判断信号都不用加入，这是因为时序逻辑是通过时钟信号的跳变沿来控制的。...对FPGA来说，这个寄存器你就算不使用他也是在那里的 2、我么的输出信号是与clk同步的，必须要等到clk的上升沿到来是，输出才会更新，因此就实现了寄存器的功能 三、同步复位、异步复位 1、同步复位：其实就是你的操作和时钟的上升沿同步...3.2、可以看出脉冲的触发是50个计数值 七、计数器里隐藏的加法器问题 我们设计的这个计数器，里面其实用了一个加法器，加法器是组合逻辑（因为组合逻辑只取决于输入） 当我们给加法器一个初值0的时候，
使用Verilog可以方便地实现复杂的设计。现在，设计复杂性增加，设计需要针对低功率、高速和最小面积进行优化~ 在大多数实际的ASIC/FPGA和SOC设计中，Verilog RTL用于描述协议行为。...综合器可根据边缘敏感“always”块内的非阻塞分配数推断出多个寄存器。 加法器中奇偶校验器 考虑设计中使用多个功能块的实际场景。...加法器对两个操作数和补码逻辑的结果进行运算。加法器生成一个输出“cy_out and sum”。奇偶校验在输出阶段用于查找字符串中1的偶数或奇数。...示例7.9用于加法器奇偶校验的Verilog RTL 示例7.10 Verilog RTL使用RTL进行描述，如示例7.9所示。逻辑输入为a、b、add_sub，输出为“p”。...整体综合逻辑包括三个块“补码器”、“加法器”和一个“奇偶校验器”。
写在前面 正文 半加器 全加器 纹波进位加法器 参考资料 交个朋友 ---- 写在前面 博客首页[1] 本文详细地总结了一系列的加法器，包括半加器、全加器、等波纹进位加法器，虽然FPGA设计工程师不会设计这些东西作为模块来使用...为了将更大的数字加在一起，可以使用全加器。一个半加法器具有两个一位输入，一个求和输出和一个进位输出。请参考下面的真值表以了解这些位的工作方式。...它们中的许多可以一起使用以创建纹波进位加法器，该纹波进位加法器可以用于将大数相加。单个全加器如下图所示。 ?...上面的纹波进位加法器使用Verilog参数来允许同一代码的不同实现。...这使代码更具通用性和可重用性。该代码使用该参数创建一个generate语句，该语句实例化WIDTH参数指定的数量的全加器。
FPGA系统性学习笔记连载_Day7 【半加器、全加器、16位加法器、16位减法器设计】 【原理及verilog实现、仿真】篇 本系列为FPGA系统性学习学员学习笔记整理分享，如有学习或者购买开发板意向...连载《叁芯智能fpga设计与研发-第7天》【半加器、全加器、16位加法器、16位减法器设计】 【原理及verilog实现、仿真】 原创作者：紫枫术河 转载请联系群主授权，否则追究责任 这篇文章，记录1bit...加法器拼接实现，同理8bit的加法器可以用2个4bit加法器拼接实现； 4bit的加法器可以用2个2bit加法器拼接实现，2bit的加法器可以用2个1bit加法器或者（1bit全加器和1bit半加器）拼接实现...4.3、根据4.2节描述我们先设计一个3bit加法器的电路 4.4、根据4.3节的电路，可以看出来，加法器最低位是不需要进位标志位的； 最低位输出的结果进位标志-->给高位的进位引脚参与运算； 这样就有一个弊端...五、16bit加法器verilog代码实现 verilog代码我们分成5个模块add16.v add8.v add4.v add2.v add1.v 六、add16.v module add16(
的教程与习题，并附上解答和一些作者个人的理解，相信无论是想 7 分钟精通 Verilog，还是对 Verilog 和数电知识查漏补缺的同学，都能从中有所收获。...Problem 70 100-bit binary adder 题目要求我们创建一个100bit的二进制的加法器，该电路共包含两个100bit的输入和一个cin， 输出产生sum和cout。...BCD加法器名字为bcd_fadd， 输入为两个4bitBCD码，一个cin，产生输出为sum和cout。...4-digit的BCD加法器（共16bit）, 同样产生sum和cout。...最小项：一个真值表定义一个布尔函数，一个布尔函数可以用乘积项的逻辑和来表示，对应这些乘积项函数的值为逻辑1。
供刚接触到数字前端设计的同学提供一些参考资料。在学校我们经常使用的verilog仿真软件都是quartus和modelsim，但是看一下一些公司的招聘要求，公司里使用的基本都是VCS。...1是官方手册； 2是官方给出的几个实验；包涵源码和实验指导文档。 1, 2 均可在eetop上找到并下载。 VCS工具的安装是一个很头疼的事情。.../simv [run_time_option] 三、示例 下面使用VCS labs里面lab1的verilog源码做一些示例，电路结构图如下： 图3 此电路为一位加法器 fa.v 组成4位加法器 add4....v，再组成一个8位加法器，使用资源换性能的思路，减小了行波进位加法器的进位延迟。...使用2处的三个按钮(预览全局、放大和缩小)调整波形。在3处鼠标左键按住不动，左右拖动即可选取一个观察的时间范围。 以上已完成VCS基本的使用，下面我们考虑一个更复杂的情形。
Verilog设计说明 在实际场景中，Verilog HDL分为三种不同的编码描述。编码描述的不同风格是结构、行为和可综合的RTL。考虑图1.4C所示的半加法器的设计结构，它描述不同的编码风格。...图1.4显示了半加法器的真值表、原理图和逻辑结构实现。 结构设计 结构设计定义了设计的数据结构，并使用所需的网络连接以网络列表的形式进行描述。结构设计主要是不同小复杂度数字逻辑块的实例化。...它基本上是一个小型模块的设计连接，以实现中等或复杂的逻辑。示例1.1描述了“basic_verilog”模块的结构代码样式（图1.4）。...在Verilog代码的行为风格中，功能是从特定设计的真值表中编码的。假设设计是带有输入和输出的黑盒。设计者的主要意图是根据所需的输入集（示例1.2）在输出端映射功能。...Verilog支持四值逻辑：逻辑“0”、逻辑“1”、高阻抗“z”和未知“X”。 Verilog支持使用“always”和“initial”关键字的程序块。
数字硬件建模SystemVerilog(一)-RTL和门级建模 接下来系列文章会有很多在Verilog中知识点有被提及，关于这两者关系，请查看《谈谈Verilog和SystemVerilog简史，FPGA...这种级别的建模可以很好地表示实际的硅实现。然而，由于这些结构只能仿真数字行为，因此很少使用。晶体管、电阻器和电容器都是仿真器件。数字仿真不能准确反映晶体管的行为。...RTL模型 一个更抽象的建模级别——也是系列文章的重点——是寄存器传输级别(Register Transfer Levels)，或RTL。此级别的建模使用编程语句和运算符表示数字功能。...查看示例1-1中的门级模型并识别模型所代表的内容可能很困难，尤其是在没有注释和有意义的名称的情况下。但是，查看示例1-2中RTL模型中的代码并认识到该功能是一个加法器要容易得多。...事务模型通常用于验证代码中，并且通常使用SystemVerilog的面向对象编程结构进行建模。 RTL综合编译器无法综合抽象的行为和事务级别，本系列中也没有讨论.
加减法是一类非常基础的运算，本文分析最简单的行波进位加/减法器（Ripple CarryAdder/Subtractor）的硬件开销和性能问题。 ?...在文章的开始控制变量，仅使用工艺库中的基本逻辑门 AND-AND2X1 NOT-INVX1 OR-OR2X1 1bit半加器 ? 上面分别是1bit半加器的真值表、逻辑关系式和原理图。...上面分别是1bit全加器的真值表、逻辑关系式和原理图。层次化的设计方法复用半加器逻辑，提高设计效率。然后编码Verilog HDL，综合设计，分析以及可视化关键路径。...一个n比特的RCA需要n个全加器，第k-1个全加器的carry out，作为第k个全加器的carry in。...虽然设计简单，但是由于这种进位传播方式，会造成随着加法器比特数增加，硬件开销和延时也会线性增加。 ? ? 1~5比特行波进位加法器硬件开销 ? 1~5比特行波进位加法器关键路径延时 ?
实验内容与原理说明 此次实验为设计一个16位全加器模块并对其进行测试，本实验是以数据流的方式描述全加器模块，其中16位全加器有一个进位输入端和一个进位输出端，以及16位的数据输入和输出端，实现16位数据的计算...实验内容与原理说明 本实验实现一个16位全加器的设计和调试，在这个实验中实现的是从元件例化的方面进行说明和描述，所谓16位全加器就是需要有一个进位输入端和一个进位输出端，以及16位的数据输入和输出端，实现...实验内容与原理说明 本实验设计一个16位二进制的超前进位全加器模块，用来实现16位二进制的加法，超前进位加法器的结构如下图。下图为一个四位超前进位加法器的结构图。...印象较深的是在数据流描述中，通过层次化设计方法实现的结构，这个加法器是使用了16个全加器进行连接和信号传递组成的，而一位全加器是由两个半加器以及一个或门所构成，这个全加器的组成和描述频繁使用了元件例化语句...这也正是超前进位二进制全加器的思想。 在16位的BCD码加法器的设计中，用4个数与4个数进行加和，通过BCD码输出结果。
写在前面 正文 超前进位加法器 参考资料 交个朋友 Verilog设计实例（5）详解全类别加法器（二） ---- 写在前面 Verilog设计实例（4）详解全类别加法器（一）[1] 个人博客首页[2]...---- 正文 超前进位加法器 超前加法器由许多级联在一起的全加法器组成。 它仅通过简单的逻辑门就可以将两个二进制数相加。 下图显示了连接在一起以产生4位超前进位加法器的4个全加器。...您会发现在设计FPGA和ASIC时，执行速度和使用的资源之间通常会达到平衡。 ? 4位超前进位加法器 所谓超前进位，就是在加法运算得到结果之前，得到进位，如何判断是否进位呢？...以上图为例给出三步判断： 如果Ai与Bi都为1，则一定进位，否则不一定进位；由此确定一定进位的情况，可以用与门实现。...伪代码表示为：Gi = Ai & Bi; 第一步确定了一定进位的情况，这一步确定可能进位的情况，也就是Ai或Bi有一个1，可以使用或门判断，伪代码为：Pi = Ai | Bi; 这一步进一步确定第二部不确定的情况
之前有过一个前辈做过关于ISE的使用教程，但那都涉及到摄像头驱动的FPGA进阶阶段了，所以今天这套FPGA入门第一课的视频教程，可真谓是全网首创关于ISE软件的使用教程。...实际上它内部构造是用FPGA利用小型查找表（LUT）来实现组合逻辑，每个查找表连接到一个D触发器的输入端，触发器再来驱动其他逻辑电路或驱动I/O（input/output），由此构成了既可实现组合逻辑功能又可实现时序逻辑功能的基本逻辑单元模块...的产品，intel的开发套件是Quartus II系列，我们实验室这两款公司的开发板都有，不用对于入门来说，选择ISE有两个原因，一是它比Vivado快多了，二是它和Quartus II相比不用自己写测试文件...图 - 一位全加器真值表 上图是数电书上的全加器真值表，下图是我自己画的。 A和B为两个加数，CI表示低位向本位的进位，CO本位向高位的进位。我们在这里设计中用不到CI，设计超前进位加法器会用到。...数据流描述风格虽然不常用，但是为了更加深刻理解组合逻辑的设计，所以后续课程在进行讲解。今天我们就用最简单，最迅捷的行为级描述来描述这一个一位加法器。
Verilog复杂逻辑设计指南-ALU 使用Verilog可以方便地实现复杂的设计。...设计的划分为设计师提供了更好的理解和可视性。考虑一个场景来实现8位ALU的设计功能，该设计被为单独的逻辑单元和算术单元。...可以通过使用高效的Verilog RTL来描述单独的算术和逻辑单元功能，以获得更好的可读性和更好的综合结果。 图7.2如下所示，用于实现四个逻辑操作，这些逻辑操作在功能表中进行了描述。...下表7.2描述了不同的逻辑操作。通过使用一个输入A0和另一个输入逻辑“1”的加法器执行补码运算。...图7.3所示为使用8位逻辑单元的full-case结构的综合逻辑。如上图所示，它推断出具有多路复用逻辑的逻辑门。在实际场景中，建议使用加法器作为公共资源来实现逻辑和算术单元。
以下以Verilog在数字设计中的应用为例： 数字逻辑电路基础 Verilog是硬件描述语言，“硬件”是基础，数字、逻辑、电路，基础一定要学好。 a....模块的复杂度各有不同，比如电平转换，数据流控，数字信号处理算法，接口协议，总线桥接等。需要在不同的设计中不断积累经验。 系统级Verilog设计 a. 复杂IP设计 b....外部采购 Verilog的生产力工具与环境 1. 文本编辑器 Verilog代码也是纯文本，需要一个好用的编辑器。文本编辑器的圣战请自行搜索。 a....基本的verilog语法高亮，支持自动补全，代码折叠 b. 支持代码模板或者可扩展插件：如常用代码段生成，端口定义，自动例化等 c. 跨平台：一次学习，长久受益 选定一个，用熟用好。 2....操作系统和EDA环境 参考“Verilog与EDA工具”列表，除了FPGA工具和仿真器之外，绝大部分EDA工具智能在Linux(unix)环境下运行。 a.
比如我们可以用Verilog模块来描述一段4位加法器。...Verilog甚至有parameter这样的东西，使得相同的设计在不同的例化中成为不同位数的电路。...于是，我们不得不去想，我们的module不大可能是和原语同一个接口了。我们回头再想一想，之前Scheme描述的原语实现的是无副作用的函数，也就是数学意义上的函数。...其他 本章只是提到了一些思想，其实我们还有很多可能需要继续改造或者直接放弃的地方，以下列出几点： 1.系列并没有给出inout，没有三态门。 2.线与逻辑似乎并不好实现。 ...3.原语和模块没有统一。 4.只能做实现级的描述，无法做像verilog/VHDL那样的RTL。其实这里可以引入宏，来展开比较复杂表达式。
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