各种加法器的比对分析与Verilog实现（5）

       上一篇博客介绍了进位旁路加法器和进位选择加法器，本文将用Verilog代码进行实现。原理部分请看：

各种加法器的比对分析与Verilog实现（4）_Albert_yeager的博客-CSDN博客

       下面使用Verilog进行实现：

1. 进位旁路加法器的Verilog实现

       顶层模块（16比特进位旁路加法器）

module cska_16 (
    input  [15:0] op1,
    input  [15:0] op2,
    output [15:0] sum,
    output cout
);

wire [16>>2:0] c;
assign c[0] = 0;
assign cout = c[16>>2];

genvar i;
generate 
    for( i=0; i<16>>2; i=i+1) begin
        cska_4 cska_4_u (
            .op1( op1[i*4+3:i*4] ),
            .op2( op2[i*4+3:i*4] ),
            .cin( c[i] ),
            .sum( sum[i*4+3:i*4] ),
            .cout( c[i+1])
        );
    end
endgenerate

endmodule

       中间模块（4比特进位旁路加法器）

module cska_4 (
    input  [3:0] op1,
    input  [3:0] op2,
    input  cin,
    output [3:0] sum,
    output cout
);

wire [3:0] p;
wire [4:0] c;
wire sel;

assign c[0] = cin;

genvar i;
for( i=0; i<4; i=i+1) begin
    full_adder full_adder_u(
        .a   ( op1[i]   ),
        .b   ( op2[i]   ),
        .cin ( c[i]     ),
        .cout( c[i+1]   ),
        .s   ( sum[i]   ),
        .p   ( p[i]     )
    );
end

assign sel = p[0] & p[1] & p[2] & p[3];
assign cout = sel ? cin : c[4];


endmodule

       单元模块（全加器+P信号生成）

module full_adder (
    input a,
    input b,
    input cin,
    output cout,
    output s,
    output p
);

assign s = a ^ b ^ cin;
assign cout = a & b | (cin & (a ^ b));
assign p = a ^ b;

endmodule

Vivado综合得到的进位旁路加法器电路

2. 进位选择加法器的Verilog实现

       顶层模块

module csea_16 (
    input  [15:0] op1,
    input  [15:0] op2,
    input  cin,
    output [15:0] sum,
    output cout
);

wire [16>>2:0] c_sel0;
wire [16>>2:0] c_sel1;
wire [16-1:0] sum_sel0;
wire [16-1:0] sum_sel1;
wire [16>>2: 1] select;

assign cout = select[width>>2];

genvar i;
generate
for( i=0; i>2; i=i+1) begin
    if(i==0) begin
        csea_4 csea_4_c0 (
            .op1( op1[3:0]    ),
            .op2( op2[3:0]    ),
            .cin( cin               ),
            .sum( sum_sel0[3:0] ),
            .cout( select[1]           )
        );
        assign sum[3:0] = sum_sel0[3:0];
    end
    else begin
        csea_4 csea_4_sel0(
            .op1( op1[i*4+3:i*4]    ),
            .op2( op2[i*4+3:i*4]    ),
            .cin( 1'b0              ),
            .sum( sum_sel0[i*4+3:i*4] ),
            .cout( c_sel0[i+1]      )
        );

        csea_4 csea_4_sel1 (
            .op1( op1[i*4+3:i*4]    ),
            .op2( op2[i*4+3:i*4]    ),
            .cin( 1'b1              ),
            .sum( sum_sel1[i*4+3:i*4] ),
            .cout( c_sel1[i+1]        )
        );

        assign select[i+1] = select[i] ? c_sel1[i+1] : c_sel0[i+1];
        assign sum[i*4+3:i*4] = select[i] ? sum_sel1[i*4+3:i*4] : sum_sel0[i*4+3:i*4];
    end
end
endgenerate

endmodule

       中间模块

module csea_4 (
    input  [3:0] op1,
    input  [3:0] op2,
    input  cin,
    output [3:0] sum,
    output cout
);

wire [4:0] temp;
assign temp[0] = cin;

genvar i;
for( i=0; i<4; i=i+1) begin
    full_adder full_adder_u(
        .a      (   op1[i]     ),
        .b      (   op2[i]     ),
        .cin    (   temp[i]    ),
        .cout   (   temp[i+1]  ),
        .s      (   sum[i]     )
    );
end

assign cout = temp[4];

endmodule

       单元模块

module full_adder(
    input a,
    input b,
    input cin,
    output cout,
    output s
);

assign s = a ^ b ^ cin;
assign cout = a & b | (cin & (a ^ b));

endmodule

Vivado综合得到的进位选择加法器电路

 

参考链接：

进位旁边加法器原理与设计

进位选择加法器原理与设计

求学路上，你我共勉(๑•̀ㅂ•́)و✧