verilog - 如何在 verilog 中设计 16 位进位前瞻加法器

Question

我在使用 verilog 设计 16 位进位超前加法器时遇到了一些复杂情况。我这里有代码:

  module fulladder(a, b, c, s, cout);
    input a, b, c;
    output s, cout;

   xor  #0
    g1(w1, a, b),
    g2(s, w1, c);
   and  #0
    g3(w2, c, b),
    g4(w3, c, a),
    g5(w4, a, b);
   or   #0
    g6(cout, w2, w3, w4);
  endmodule

我了解端口的工作原理，但我是否使用向量？

附:它是结构性的verilog。请不要给我完整的代码。只是需要一些理解。谢谢

Answer 1

我们的 friend Wikipedia has a bit about Carry Look-Ahead 。这些通常以 4 位阶段组合在一起。 4 个全加器，带有额外的逻辑来计算进位。

假设问题中指定了全加器，并添加了生成 g 和传播 p 输出，4 位 block 可能看起来像这样:

module four_bit_carry_lookahead (
  input  [3:0] a,
  input  [3:0] b,
  input        c,    //Carry in
  output [3:0] s,    //Sum
  output       cout  //Carry
);

  wire [3:1] carry; // 3:1 to align numbers with wikipedia article
  wire [3:0] p;
  wire [3:0] g;

  fulladder add0(.a(a[0]), .b(b[0]), .c(c),        .s(s[0]), .cout() .g(g[0]), .p([0]) );
  fulladder add1(.a(a[1]), .b(b[1]), .c(carry[1]), .s(s[1]), .cout() .g(g[1]), .p([1]) );
  fulladder add2(.a(a[2]), .b(b[2]), .c(carry[2]), .s(s[2]), .cout() .g(g[2]), .p([2]) );
  fulladder add3(.a(a[3]), .b(b[3]), .c(carry[3]), .s(s[3]), .cout() .g(g[3]), .p([3]) );

  carry_lookahead(
   .p    (p    ), //input  [3:0] 
   .g    (g    ), //input  [3:0]
   .c    (carry), //output [3:1]
   .cout (cout )  //output
  );

endmodule

所需的加法输出为g = a & b; p = a | b;.

仍然需要实现进位查找的逻辑，wikipedia article应该告诉你需要什么。在此代码中它们是 C1、C2、C3 和 C4，即进位[1]、进位[2]、进位[3] 和 cout。

要创建 16 位加法器，您可以使用其中的 4 个 4 位部分。