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基于Verilog HDL的超前进位全加器设计

通常我们所使用的加法器一般是串行进位,将从输入的ci逐位进位地传递到最高位的进位输出co,由于电路是有延迟的,这样的长途旅行是需要时间的,所以为了加快加法器的运算,引入了超前进位全加器。...利用这个原理即可做出四位超前进位全加器之间的超前进位。       ...四位超前进位全加器的co进位输出端为 ?        这与一位全加器的进位类似, ? ?        我们可以推出如下关系式 ? ? ?       ...我们通过调用四个超前进位全加器即可实现16位超前进位全加器,那么实现64位超前进位全加器其实也是和这个实现方法一样了,调用4个16位超前进位全加器就可以实现64位超前进位全加器。...我选择的是三级并行设计,即四个四位超前进位全加器组间并行实现16位超前进位全加器,两个16位超前进位全加器组间并行实现32位超前进位全加器,至于两级并行还是多级并行看自己选择了。

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数电——超前进位加法器

这样进位输出,像波浪一样,依次从低位到高位传递, 最终产生结果的加法器,也因此得名为行波进位加法器(Ripple-Carry Adder,RCA)。   ...RCA的主要问题是高位的运算必须等待低位的“进位输出信号”,那我们的优化思路就是‘能否提前计算出“进位输出信号’ ?”...二、超前进位加法器(Carry-Lookahead Adder,CLA) 用前一个全加器的参数来表示后面的进位输出(Cout),即: 由此来表示4个全加器的进位输出为:   最终我们需要得到的是...因为要实现32位的完全的超前进位,电路就会变得非常的复杂。...因此通常的实现方法, 是采用多个小规模的超前进位加法器拼接而成一个较大的加法器,例如,用4个8-bit的超前进位加法器连接成32-bit加法器。

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超前进位加法器的介绍和思考

在文章行波进位加/减法器的硬件开销和性能分析中我们仔细分析了行波进位加法器的硬件开销和性能问题。...可以发现当加法器位宽逐渐增大时进位的级联传播会成为加法器的性能瓶颈或者说关键路径(critical path) ?...针对这个问题的解决方案就是超前进位加法器,其原理就是让进位能够更快地计算出来,让进位传播不成为性能限制因素。 ?...理解下上面的电路图和公式,可以发现: 1、在进位计算时,其实并不需要gk、pk和ck之间反相器和与门逻辑,也不需要产生进位的或门。...2、如果在高比特进位计算中将ak、bk和gk、pk之间的与门、或门改成多输入的与门、或门也能在一定程度减少延时。

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超前进位加法器延时分析

2.某计算机字长64位,加法器每4位构成1个小组,每4个小组构成1个大组,全加器进位延迟时间为20ns,求和延迟时间为30ns,小组内并行进位的延迟时间,大组内和大组间的并行进位的延迟时间均为20ns,...请回答完成一次加法运算的时间: (1)采用串行进位 (2)小组内采用并行进位,小组间串行进位 (3)采用两级分组,小组内并行进位,大组内也并行进位,大组间串行进位 (4)采用两级分组,小组内、大组内和大组间均采用并行进位...(1)=63位串行进位时间+加法时间=63*20+30=1290ns (2)小组内采用并行进位,小组间串行进位 =小组串行进位+加法时间=15*20+30=330ns (3)采用两级分组,小组内并行进位...,大组内也并行进位,大组间串行进位 =小组形成P·G时间+大组间串行进位+加法时间  =20+4*20+30=130ns (4)采用两级分组,小组内、大组内和大组间均采用并行进位 = 产生P·G...时间+大组间进位+第4大组进位延迟时间+加法时间 = 20+20+20+30=90ns

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影响FPGA时序的进位链(Carry Chain), 你用对了么??

可能很多刚开始接触FPGA的同学没听过进位链,也就是Carry Chain,我们这里再回顾一下。...image 其中, CI是上一个CARRY4的进位输出,位宽为1; CYINT是进位的初始化值,位宽为1; DI是数据的输入(两个加数的任意一个),位宽为4; SI是两个加数的异或,位宽为4; O是加法结果输出...,位宽为4; CO是进位输出,位宽为4;(为什么进位输出是4bit?...进位输出在CARRY4的内部也使用到了,因此有4个bit的进位输出CO,但输出给下一级的只是CO[3]。 再来看完下面的例子就更清晰了。...,因为第二级CARRY是通过第一级的进位输出进行累加,因此该接口为0; 4表示输入两个加数的异或结果。

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【机组】算术逻辑单元带进位运算实验的解密与实战

一、 实验目的 熟悉判零线路; 掌握进位寄存器单元的工作原理运用; 掌握带进位控制的算术逻辑运算器的组成和硬件电路。 二、 实验内容 完成算术逻辑单元带进位的位加法运算; 完成带进位移位实验。...实验2:带进位移位实验 ● 按启停单元中停止按钮,实验平台停机时把进位寄存器CY清零(CY灯灭)。在本实验中使用通用寄存器作为进位发生器,按运行键,实验即进入运行状态。...同时在CCK脉冲作用下把通用寄存器的最高位Q7(为1)打入进位寄存器CY,使CY显示灯亮,这样就实现了带进位的左移功能。...H12 H11 H10 H9 H4 X0 X1 ERA RA-O M 1 0 0 0 0 把M作为是否带进位的选择,M=0 带进位移位,M=1不带进位移位。...通过对实验操作以及结果分析,我熟悉了判零线路;掌握了在控制部分通过启停按键和运行按键以清零CY寄存器,并控制实验是否产生进位、左移或右移;熟悉了带进位控制的算术逻辑运算器的组成、硬件电路以及利用进位寄存器来实现带进位的左移

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Python 刷题笔记:位运算专题一

Python 初接触 &、| 等运算符时,只大概了解它们被称为位运算符,并不同于逻辑运算符 and、or,今天就通过基础知识点和几道题目来熟悉下。...,但是,我们没有加号,所以要对上述两结果重复类似运算,直到最后无需进位: a + b 的问题拆分为 (a 和 b 的无进位结果) + (a 和 b 的进位结果) 无进位加法使用异或运算计算得出 进位结果使用与运算和移位运算计算得出...循环此过程,直到进位为 0 此外要注意的是,Python 中整数并不是 32 位的,即 << 左移并不会导致溢出,所以需要我们要对 Python 中的整数处理来达到 32 位整型效果,具体做法是将整数对...所以上述位运算模拟的加法在 Python 中除了上述循环位运算,还要通过整数取模保证结果一直在 32 位内。...因为在 Python 中 int 不是 32 位的,所以一个负数比如 -2, 其 64 位表示就是 0x00000000FFFFFFFE, 用 Python 求取这个 16 进制的值 int('0x00000000FFFFFFFE

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