八位超前进位加法器和级联加法器

加法器实现
input output inout的使用

超前进位加法器

计算每一位进位的公式为：
$$C_{i+1}=G_i+P_i\cdot C_i$$
其中：
生成信号$P_i=A_i\cdot B_i$
传播信号$G_i=A_i+B_i$
得到八位超前进位加法器如下

module add_ahead(a,b,sum,cin,cout);
 input [7:0] a,b;   //8位加法
 input cin; 
 output [7:0] sum;
 output cout;
 wire [7:1]c; //各级进位输出
 wire [8:0] g,p;
 
 assign g=a&b;
 assign p=a|b;
 assign sum=g^p^{c,cin};
 assign {cout,c}=g|(p&{c,cin});
 endmodule

八位级联进位加法器

全加器

module full_add(a,b,sum,cin,cout);
input a,b,cin;
output sum,cout;

assign sum=a^b^c;
assign cout=a&b|(a^b)&c;
endmodule

利用八个全加器构成级联进位加法器

module bit8_serial_add(a,b,sum,cin,cout);
input wire[7:0] a,b;
input cin;
output reg[7:0] sum;
output cout;

full_add u1(a[0],b[0],sum[0],cin,cin1);
full_add u2(a[1],b[1],sum[1],cin1,cin2);
full_add u3(a[2],b[2],sum[2],cin2,cin3);
full_add u4(a[3],b[3],sum[3],cin3,cin4);
full_add u5(a[4],b[4],sum[4],cin4,cin5);
full_add u6(a[5],b[5],sum[5],cin5,cin6);
full_add u7(a[6],b[6],sum[6],cin6,cin7);
full_add u8(a[7],b[7],sum[7],cin7,cout);

endmodule

testbench

测试代码如下;

module add_tb();
reg [7:0] a,b;
wire [7:0] sum;
reg cin;
wire cout;
bit8_serial_add u1(a,b,sum,cin,cout);
initial
begin
a=8'b00000000;
b=8'b00000000;
cin=1'b0;
end
always #5 begin
a<=a+1'b1;
b<=b+1'b1;
cin<=~cin;
$display("%b,%b,%b,%b",a,b,cin,sum);
end
endmodule