元件例化语句实现4位全加器VHDL源程序

LIBRARY IEEE;

USE IEEE.std_logic_1164.ALL;

ENTITY half_adder IS --一位半加器

PORT ( A,B : IN std_logic;

Co : OUT std_logic;

S : OUT std_logic);

END half_adder;

ARCHITECTURE rtl OF half_adder IS

SIGNAL tmp1,tmp2 : std_logic;

BEGIN

tmp1 <= A OR B;

tmp2 <= A NAND B;

Co <= NOT tmp2;

S <= tmp1 AND tmp2;

END rtl;

LIBRARY IEEE;

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

ENTITY OR_2 IS --或门

PORT(A,B:IN STD_LOGIC;

C:OUT STD_LOGIC);

END ENTITY OR_2;

ARCHITECTURE ART OF OR_2 IS

BEGIN

C<=A OR B;

END ARCHITECTURE ART;

LIBRARY IEEE;

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

ENTITY full_adder IS --结构描述法设计一位全加器PORT(A,B,Cin:IN STD_LOGIC;

S,Co:OUT STD_LOGIC);

END full_adder;

ARCHITECTURE structure OF full_adder IS

SIGNAL tmp1,tmp2,tmp3 : std_logic;

COMPONENT half_adder

PORT(A,B : IN std_logic;

Co : OUT std_logic;

S : OUT std_logic);

END COMPONENT;

COMPONENT OR_2

PORT(a,b : IN std_logic;

c : OUT std_logic);

END COMPONENT;

BEGIN

U0: half_adder

PORT MAP(A,B,tmp2,tmp1);

U1: half_adder

PORT MAP(tmp1,Cin,tmp3,S);

U2: OR_2

PORT MAP(tmp3,tmp2,Co);

END structure;

LIBRARY IEEE;

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

ENTITY full_adder_4 IS

PORT(X,Y:IN STD_LOGIC_VECTOR(1 TO 4);

C:IN STD_LOGIC;

SUM:OUT STD_LOGIC_VECTOR(1 TO 4);

CO:OUT STD_LOGIC);

END full_adder_4;

ARCHITECTURE struct OF full_adder_4 IS--结构描述法设计四位全加器COMPONENT full_adder

PORT(A,B,Cin:IN STD_LOGIC;

S,CO:OUT STD_LOGIC);

END COMPONENT;

SIGNAL temp1,temp2,temp3,temp4:STD_LOGIC;

BEGIN

U1:full_adder PORT MAP(X(1),Y(1),C,SUM(1),temp1);

U2:full_adder PORT MAP(A=>X(2),B=>Y(2),Cin=>temp1,S=>SUM(2),Co=>temp2); U3:full_adder PORT MAP(A=>X(3),B=>Y(3),Cin=>temp2,S=>SUM(3),Co=>temp3); U4:full_adder PORT MAP(A=>X(4),B=>Y(4),Cin=>temp3,S=>SUM(4),Co=>temp4); CO<=temp4;

END struct;

可综合的Verilog语法子集总汇

常用的RTL语法结构如下： ☆模块声明：module……endmodule ☆端口声明：input,output,inout（inout的用法比较特殊，需要注意） ☆信号类型：wire,reg,tri等，integer常用语for语句中（reg,wire时最常用的，一般tri和integer 不用） ☆参数定义：parameter ☆运算操作符：各种逻辑操作符、移位操作符、算术操作符大多时可综合的（注：===与！==是不可综合的） ☆比较判断：if……else,case(casex,casez)……default endcase ☆连续赋值：assign,问号表达式（？：） ☆always模块：（敏感表可以为电平、沿信号posedge/negedge；通常和@连用） ☆begin……end（通俗的说，它就是C语言里的“{ }”） ☆任务定义：task……endtask ☆循环语句：for（用的也比较少，但是在一些特定的设计中使用它会起到事半功倍的效果） ☆赋值符号：= 和<= （阻塞和非阻塞赋值，在具体设计中时很有讲究的） 可综合的语法时verilog可用语法里很小的一个子集，用最精简的语句描述最复杂的硬件，这也正是硬件描述语言的本质。对于做RTL级设计来说，掌握好上面这些基本语法是很重要。 相信大家在看了这么多了verilog语法书籍以后一定有点烦了，那么现在我告诉大家一个好消息，对于一个RTL级的设计来说，掌握了上面的语法就已经足够了，无论多么牛逼的工程师，在他的代码

里无非也就是上面一些语法而已。当然了，对于一个能够进行很好的仿真验证的代码，一般还需要在RTL级的设计代码中添加一些延时之类的语句，比如大家一定知道#10的作用，就是延时10个单位时间，这个语句虽然在仿真的时候是实实在在的延时，但是这个语句在综合后是会被忽略的，也就是说在我们综合并且布局布线最后烧进FPGA里，这个#10的延时是不会在硬件上实现的。所以说，上面给出的这些语法才是可以最后在硬件上实现的，其它的语法大多会在综合后被忽略。这么一来大家就要问了，为什么语法书里又要给出这么多的语法呢？呵呵，它们大都是为仿真验证是写testbench 准备的，先点到为止，下集继续！ 对于模型（module）的建立，要保证可综合性应该注意： （1）不使用initial。（被忽略） （2）不使用#10。（被忽略） （3）不使用循环次数不确定的循环语句，如forever、while等。 （4）不使用用户自定义原语（UDP元件）。 （5）尽量使用同步方式设计电路。 （6）除非是关键路径的设计，一般不采用调用门级元件来描述设计的方法，建议采用行为语句来完成设计。 （7）用always过程块描述组合逻辑，应在敏感信号列表中列出所有的输入信号。 （8）所有的内部寄存器都应该能够被复位，在使用FPGA实现设计时，应尽量使用器件的全局复位端作为系统总的复位。 （9）对时序逻辑描述和建模，应尽量使用非阻塞赋值方式。对组合逻辑描述和建模，既可以用阻塞赋值，也可以用非阻塞赋值。但在同一个过程块中，最好不要同时用阻塞赋值和非阻塞赋值。（10）不能在一个以上的always过程块中对同一个变量赋值。而对同一个赋值对象不能既使用阻塞式赋值，又使用非阻塞式赋值。 （11）如果不打算把变量推导成锁存器，那么必须在if语句或case语句的所有条件分支中都对变量明确地赋值。 （12）避免混合使用上升沿和下降沿触发的触发器。

基于VerilogHDL语言的可综合性设计

基于Verilog HDL语言的可综合性设计 1 引言 逻辑综合带来了数字设计行业的革命，有效地提高了生产率，减少了设计周期时间。在手动转换设计的年代，设计过程受到诸多限制，结更容易带来人为的错误。而一个小小的错误就导致整个模块需进行重新设计，设计转换工作占去了整个设计周期的大部分时间，验证工作进行困难，设计技术无法重用等等。而自动逻辑综合工具的出现，突破了上述种种限制，使得设计者从繁琐的转换工作中解脱出来，将更多的时间用于验证和优化，不仅保证了功能的实现，而且有利于提高性能。可见，综合在逻辑设计中具有举足轻重的作用。 2 综合的概念及其过程 2.1 逻辑综合概述 综合就是在给定标准元件库和一定的设计约束条件下，把用语言描述的电路模型转换成门级网表的过程。要完成一次综合过程，必须包含三要素：RTL级描述、约束条件和工艺库。 2.2 RTL级描述 RTL级描述是以规定设计中采用各种寄存器形式为特征，然后在寄存器之间插入组合逻辑，其可以用如图１所示的“寄存器和云图”方式来表示。 图1 RTL级描述 2.3 约束条件 为了控制优化输出和映射工艺要用约束，它为优化和映射试图满足的工艺约束提供了目标，并且它们控制设计的结构实现方式。目前综合工具中可用的约束包括面积、速度、功耗和可测性约束，未来我们或许会看到对封装的约束和对布图的约束等，但是，目前的最普遍的约束是按面积和按时间的约束。 时钟限制条件规定时钟的工作频率，面积限制条件规定该设计将花的最大面积。综合工具将试图用各种可能的规则和算法尽可能地满足这些条件。 2.4 工艺库 按照所希望的逻辑行为功能和有关的约束建立设计的网表时，工艺库持有综合工具必须的全部信息。工艺库含有允许综合进程为建立设计做正确选择的全部信息，工艺库不仅含有ASIC单元的逻辑功能，而且还有该单元的面积、单元输入到输出的定时关系、有关单元扇出的某种限制和对单元所需的定时检查。

VHDL编写一位全加器参考程序

这是茄子求别人写的参考程序，不一定能实际运行。但是可靠性在百分之九十左右。大家做不出来的可以参考下。做出来的看出错误请指正。我作为学习委员既然把答案给大家，一方面是不想影响大家平时成绩，另一方面也是希望大家可以自己看看，学习一下，不要到最后结课了着急。所以我晚上不收打印的作业，每个人都必须亲自抄写出来。 行为描述方式 LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY ADD11 IS PORT(A:IN STD_LOGIC; B:IN STD_LOGIC; CIN:IN STD_LOGIC; CO:OUT STD_LOGIC; S:OUT STD_LOGIC); END ADD11; ARCHITECTURE BEHAVE OF ADD11 IS BEGIN PROCESS(A,B,CIN) VARIABLE N: INTEGER RANGE 0 TO 3; CONSTANT S_VECTOR: STD_LOGIC_VECTOR(0 TO 3):="1010"; CONSTANT CO_VECTOR: STD_LOGIC_VECTOR(0 TO 3):="1100"; BEGIN N:=0; IF(A='1') THEN N:=N+1; END IF; IF(B='1') THEN N:=N+1; END IF; IF(CIN='1') THEN N:=N+1; END IF; S<=S_VECTOR(N); CO<=CO_VECTOR(N); END PROCESS; END BEHAVE; 数据流描述方式 LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY ADD2 IS PORT(A:IN STD_LOGIC; B:IN STD_LOGIC; CIN:IN STD_LOGIC; CO:OUT STD_LOGIC; S:OUT STD_LOGIC);

VHDL实现16位全加器

[键入公司名称] [键入文档标题] [键入文档副标题] 姓名：托列吾别克·马杰尼 班级：电路与系统01班 学号：201221020141 2013/11/24

基于VHDL的16位全加器的设计 1.1设计题目的内容及要求 1.1.1目的： CMOS数字集成电路设计流程及数字集成电路自动化设计，包括功能验证、VHDL/Verlog建模、同步电路设计、异步数据获取、能耗与散热、信号完整性、物理设计、设计验证等技术 1.1.2内容： 主要实验内容是用0.18μm数字CMOS工艺，VHDL或Verlog设计一个16位全加器，用Synthesis 仿真工具验证功能，电路合成，及性能检测。 1.1.3主要测试参数及指标范围: 16位的全加器主要的设计指标是高于1GHz的频率，功耗，物理面积大小等参数。 1.2全加器的组成和原理分析 全加器是常用的组合逻辑模块中的一种，对全加器的分析和对组合逻辑电 路的分析一样。组合逻辑电路的分析，就是找出给定电路输入和输出之间的逻 辑关系，从而了解给定逻辑电路的逻辑功能。组合逻辑电路的分析方法通常采 用代数法，一般按下列步骤进行： （1）根据所需要的功能，列出真值表。 （2）根据真值表，写出相应的逻辑函数表达式。 （3）根据真值表或逻辑函数表达式，画出相应的组合逻辑电路的逻辑图[1]。 （4）用VHDL编写程序在QUARTUSⅡ上进行模拟，并分析结果的正确性。 1.3 全加器简介

全加器是组合逻辑电路中最常见也最实用的一种，考虑低位进位的加法运算就是全加运算，实现全加运算的电路称为全加器。它主要实现加法的运算，其中分为并行全加器和串行全加器，所谓并行就是指向高位进位时是并行执行的，而串行就是从低位到高位按顺序执行，为了提高运算，必须设法减小或消除由于进位信号逐级传递所消耗的时间，为了提高运算速度，制成了超前进位加法器，这是对全加器的一种创新[2]。 1.3.1半加器的基本原理 如果不考虑有来自低位的进位将两个1位二进制数相加，称为半加。实现半加运算的电路称为半加器。 按照二进制加法运算规则可以列出如表2所示的半加器真值表，其中A、B 是两个加数，S是相加的和，CO是向高位的进位。将S、CO和A、B的关系写成逻辑表达式则得到 S=A B+A B=A+B CO=AB 表1 半加器的真值表 因此，半加器是由一个异或门和一个与门组成的，如图1所示。

verilog综合心得

综合：不可综合的运算符：= = = ，!= =，/（除法），%（取余数）。 1、不使用初始化语句。 2、不使用带有延时的描述。 3、不使用循环次数不确定的循环语句，如：forever、while等。 4、尽量采用同步方式设计电路。 5、除非是关键路径的设计，一般不调用门级元件来描述设计的方法，建议采用行为语句来完成设计。 6、用always过程块描述组合逻辑，应在信号敏感列表中列出所有的输入信号。 7、所有的内部寄存器都应该能够被复位，在使用FPGA实现设计时，应尽量使用器件的全局复位端作为系统总的复位。 8、在verilog模块中，任务（task）通常被综合成组合逻辑的形式，每个函数（function）在调用时通常也被综合为一个独立的组合电路模块。 9、用户自定义原语（UDP）是不可综合的，它只能用来建立门级元件的仿真模型。 一般综合工具支持的V erilog HDL结构

移位运算符：V erilog HDL提供向右（>>）及向左(<<)两种运算符，运算符高位或地位一旦移出即予丢弃，其空缺的位则予以补零。 连续赋值语句（assign）、case语句、if…else语句都是可以综合的 initial 语句内若包含有多个语句时，必须以begin end 作聚合；单一的初值赋值，因此并不需以begin end做聚合。 循环（Loops）并不能单独地在程序中存在，而必须在initial和always块中才能使用。initial过程块中的语句仅执行一次，而always块中的语句是不断重复执行的。 编写顶层模块的注意事项 每个端口除了要声明是输入、输出还是双向外，还要声明其数据类型，是连线型（wire）还是寄存器型（reg），如果没有声明则综合器默认为wire型。 1、输入和双向端口不能声明为寄存器型。 2、在测试模块中不需要定义端口。 编写testbentch所归纳的心得

EDA与VHDL实现8位加法器

EDA技术与VHDL实训 姓名：李* 班级：电信**-* 学号：12******** 电子与信息工程学院

8位加法器设计 一实训目的 1．学习使用VHDL语言设计电路，加深对VHDL语言的理解与应用。 2．学习8位加法器的VHDL程序设计方法。 3．学习例化语句的应用，并能够利用例化语句完成从半加器到全加器的设计。 二加法器 加法器是为了实现加法的。即是产生数的和的装置。加数和被加数为输入，和数与进位为输出的装置为半加器。若加数、被加数与低位的进位数为输入，而和数与进位为输出则为全加器。常用作计算机算术逻辑部件，执行逻辑操作、移位与指令调用。 对于1位的二进制加法，相关的有五个的量：1，被加数A，2，被加数B，3，前一位的进位CIN，4，此位二数相加的和S，5，此位二数相加产生的进位COUT。前三个量为输入量，后两个量为输出量，五个量均为1位。 对于32位的二进制加法，相关的也有五个量：1，被加数A（32位），2，被加数B（32位），3，前一位的进位CIN（1位），4，此位二数相加的和S（32位），5，此位二数相加产生的进位COUT（1位）。 要实现32位的二进制加法，一种自然的想法就是将1位的二进制加法重复32次（即逐位进位加法器）。这样做无疑是可行且易行的，但由于每一位的CIN都是由前一位的COUT 提供的，所以第2位必须在第1位计算出结果后，才能开始计算；第3位必须在第2位计算出结果后，才能开始计算，等等。而最后的第32位必须在前31位全部计算出结果后，才能开始计算。这样的方法，使得实现32位的二进制加法所需的时间是实现1位的二进制加法的时间的32倍。 三实训内容 首先设计半加器，然后用例化语句将它们连接起来。利用半加器和或门构成1位全加器，以1位全加器为基本硬件，构成串行进位的8位加法器。 3.1 设计1位半减器 利用真值表设计1位半减器。图3-1中的h_add是半加器，sum是输出和，a_out是进位输出，add_in是进位输入。 表3-1 加法真值表 加数x 加数y 和sum 进位a_out 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1

verilog语句可综合vs不可综合

1）所有综合工具都支持的结构： always，assign，begin，end，case，wire，tri，supply0，supply1，reg，integer，default，for，function，and，nand，or，nor，xor，xnor，buf，not，bufif0，bufif1，notif0，notif1，if，inout，input，instantitation，module，negedge，posedge，operators，output，parameter。 2）所有综合工具都不支持的结构： time，defparam，$finish，fork，join，initial，delays，UDP，wait。 3）有些工具支持有些工具不支持的结构： casex，casez，wand，triand，wor，trior，real，disable，forever，arrays，memories，repeat，task，while。 建立可综合模型的原则 要保证Verilog HDL赋值语句的可综合性，在建模时应注意以下要点： 1）不使用initial。 2）不使用#10。 3）不使用循环次数不确定的循环语句，如forever、while等。 4）不使用用户自定义原语（UDP元件）。 5）尽量使用同步方式设计电路。 6）除非是关键路径的设计，一般不采用调用门级元件来描述设计的方法，建议采用行为语句来完成设计。 7）用always过程块描述组合逻辑，应在敏感信号列表中列出所有的输入信号。8）所有的内部寄存器都应该能够被复位，在使用FPGA实现设计时，应尽量使用器件的全局复位端作为系统总的复位。 9）对时序逻辑描述和建模，应尽量使用非阻塞赋值方式。对组合逻辑描述和建模，既可以用阻塞赋值，也可以用非阻塞赋值。但在同一个过程块中，最好不要同时用阻塞赋值和非阻塞赋值。 10）不能在一个以上的always过程块中对同一个变量赋值。而对同一个赋值对

FPGA设计实例 四位加法器(含VHDL源程序)

EDA FPGA 四位加法器设计说明：程序使用原件例化语句编写。 半加器程序： LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY bjq IS PORT(A,B:IN STD_LOGIC; Y,Co:OUT STD_LOGIC); END bjq; ARCHITECTURE bjqbehv OF bjq IS SIGNAL c,d:STD_LOGIC; BEGIN c<=A OR B; d<=A NAND B; Co<=NOT d; Y<=c AND d; END bjqbehv; 全加器程序： LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY qjq IS PORT(Ci,A,B:IN STD_LOGIC;

S,Co:OUT STD_LOGIC); END qjq; ARCHITECTURE qjqbehv OF qjq IS BEGIN S<=A XOR B XOR Ci; Co<=(A AND B) OR (A AND Ci) OR (B AND Ci); END qjqbehv; 加法器例化程序： LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY jfq4 IS PORT(A,B:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); y:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); Co:OUT STD_LOGIC); END jfq4; ARCHITECTURE jfq4behv OF jfq4 IS COMPONENT qjq PORT(Ci,A,B:IN STD_LOGIC; S,Co:OUT STD_LOGIC); END COMPONENT; COMPONENT bjq PORT(A,B:IN STD_LOGIC; Y,Co:OUT STD_LOGIC); END COMPONENT; SIGNAL C0,C1,C2:STD_LOGIC; BEGIN u1:bjq PORT MAP(A(0),B(0),Y(0),C0); u2:qjq PORT MAP(C0,A(1),B(1),Y(1),C1); u3:qjq PORT MAP(C1,A(2),B(2),Y(2),C2); u4:qjq PORT MAP(C2,A(3),B(3),Y(3),Co); END ARCHITECTURE jfq4behv; 兄弟加qq 352995783，技术交流。 暮落 2011年12月2日

verilog语言的综合与不可综合

Verilog的综合与不可综合 综合说明编的代码可以对应出具体的电路，不可综合说明没有对应的电路结构。不可综合的代码编译通过，只能看到输出，不能实现电路，就是不能用来制作具体的芯片。 一、基本 Verilog中的变量有线网类型和寄存器类型。线网型变量综合成wire，而寄存器可能综合成WIRE，锁存器和触发器。 二：verilog语句结构到门级的映射 1、连续性赋值：assign 连续性赋值语句逻辑结构上就是将等式右边的驱动左边的结点。因些连续性赋值的目标结点总是综合成由组合逻辑驱动的结点。Assign语句中的延时综合时都将忽视。 2、过程性赋值： 过程性赋值只出现在always语句中。 阻塞赋值和非阻塞赋值就该赋值本身是没有区别的，只是对后面的语句有不同的影响。 建议设计组合逻辑电路时用阻塞赋值，设计时序电路时用非阻塞赋值。 过程性赋值的赋值对象有可能综合成wire,latch,和flip-flop，取决于具体状况。如，时钟控制下的非阻塞赋值综合成flip-flop。 过程性赋值语句中的任何延时在综合时都将忽略。 建议同一个变量单一地使用阻塞或者非阻塞赋值。 3、逻辑操作符： 逻辑操作符对应于硬件中已有的逻辑门 4、算术操作符： Verilog中将reg视为无符号数，而integer视为有符号数。因此，进行有符号操作时使用integer,使用无符号操作时使用reg。 5、进位： 通常会将进行运算操作的结果比原操作数扩展一位，用来存放进位或者借位。如： Wire [3:0] A,B; Wire [4:0] C; Assign C=A+B; C的最高位用来存放进位。 6、关系运算符： 关系运算符：<,>,<=,>= 和算术操作符一样，可以进行有符号和无符号运算，取决于数据类型是reg，net还是integer。

VHDL实现16位全加器

［键入公司名称］ ［键入文档标题］ ［键入文档副标题］ 姓名：托列吾别克?马杰尼 班级：电路与系统01班 学号：201221020141

［键入公司名称］ 2013/11/24

基于VHDL的16位全加器的设计 1.1设计题目的内容及要求 i.i.i 目的： CMOS数字集成电路设计流程及数字集成电路自动化设计，包括功能验证、VHDL/Verlog建模、同步电路设计、异步数据获取、能耗与散热、信号完整性、物理设计、设计验证等技术 1.1.2内容： 主要实验内容是用0.18阿数字CMOS工艺，VHDL或Verlog设计- 个16位全加器，用Synthesis仿真工具验证功能，电路合成，及性能检测。 1.1.3主要测试参数及指标范围： 16位的全加器主要的设计指标是高于1GHz的频率，功耗，物理面积大小等参数。 1.2全加器的组成和原理分析 全加器是常用的组合逻辑模块中的一种，对全加器的分析和对组合逻辑电路的分析一样。组合逻辑电路的分析，就是找出给定电路输入和输出之间的逻辑关系，从而了解给定逻辑电路的逻辑功能。组合逻辑电路的分析方法通常采用代数法，一般按下列步骤进行： (1)根据所需要的功能，列出真值表。 (2)根据真值表，写出相应的逻辑函数表达式。 (3)根据真值表或逻辑函数表达式，画出相应的组合逻辑电路的逻辑图 (4)用VHDL编写程序在QUARTUS U上进行模拟，并分析结果的正确性。 1.3全加器简介

全加器是组合逻辑电路中最常见也最实用的一种，考虑低位进位的加法运 算就是全加运算，实现全加运算的电路称为全加器。它主要实现加法的运算， 其中分为并行全加器和串行全加器，所谓并行就是指向高位进位时是并行执行 的，而串行就是从低位到高位按顺序执行，为了提高运算，必须设法减小或消除由于进位信号逐级传递所消耗的时间，为了提高运算速度，制成了超前进位加法器，这是对全加器的一种创新［2］。 1.3.1半加器的基本原理 如果不考虑有来自低位的进位将两个1位二进制数相加，称为半加。实现 半加运算的电路称为半加器。 按照二进制加法运算规则可以列出如表2所示的半加器真值表，其中A、B 是两个加数，S是相加的和，CO是向咼位的进位。将S、CO和A、B的关系写成逻辑表达式则得到 S=A B+A B=A+B CO=AB 因此，半加器是由一个异或门和一个与门组成的，如图1所示。

Verilog可综合与不可综合语句汇总

1）所有综合工具都支持的结构：always，assign，begin，end，case，wire，tri，aupply0，supply1，reg，integer，default，for，function，and，nand，or，nor，xor，xnor，buf，not，bufif0，bufif1，notif0，notif1，if，inout，input，instantitation，module，negedge，posedge，operators，output，parameter。 （2）所有综合工具都不支持的结构：time，defparam，$finish，fork，join，initial，delays，UDP，wait。 （3）有些工具支持有些工具不支持的结构：casex，casez，wand，triand，wor，trior，real，disable，forever，arrays，memories，repeat，task，while。 建立可综合模型的原则 要保证Verilog HDL赋值语句的可综合性，在建模时应注意以下要点：（1）不使用initial。 （2）不使用#10。 （3）不使用循环次数不确定的循环语句，如forever、while等。 （4）不使用用户自定义原语（UDP元件）。 （5）尽量使用同步方式设计电路。 （6）除非是关键路径的设计，一般不采用调用门级元件来描述设计的方法，建议采用行为语句来完成设计。 （7）用always过程块描述组合逻辑，应在敏感信号列表中列出所有的输入信号。 （8）所有的内部寄存器都应该能够被复位，在使用FPGA实现设计时，应尽量使用器件的全局复位端作为系统总的复位。 （9）对时序逻辑描述和建模，应尽量使用非阻塞赋值方式。对组合逻辑描述和建模，既可以用阻塞赋值，也可以用非阻塞赋值。但在同一个过程块中，最好不要同时用阻塞赋值和非阻塞赋值。 （10）不能在一个以上的always过程块中对同一个变量赋值。而对同一个赋值对象不能既使用阻塞式赋值，又使用非阻塞式赋值。

8位加法器设计程序过程

实验8位加法器设计 一、实验目的 熟悉利用QuartusⅡ的图形编辑输入法设计简单组合电路，掌握层次化设计方法，并通过8位全加器的设计，进一步熟悉利用EDA软件进行数字系统设计的流程。 二、实验仪器与器材 计算机1台，GW48-PK2S实验箱1台，QuartusⅡ6.0 1套。 三、实验内容 1. 基本命题 利用图形输入法设计一个一位半加器和全加器，再利用级联方法构成8位加法器。 2. 扩展命题 利用文本输入法设计4位并行进位加法器，再利用层次设计方法构成8位加法器。通过时序仿真，比较两种加法器的性能。 四、实验设计思路 按照如图2-1，2-2，2-3设计半加器、全加器、串行级联加法器 ①设计半加器 图2-1半加器设计图 ②设计全加器

图2-2全加加器设计图 ③设计串行级联8位加法器 图2-3串行级联8位加法器设计图 ④仿真波形图 对以上的串行级联加法器进行仿真。设置时钟频率为/1/10ns。每20ns对a,b输入口进行+2操作。所得结果见图2-8。由图可知延时大约为14ns。

图2-4串行级联加法器仿真波形图 对以上的串行级联加法器进行仿真。设置时钟频率为/2.0us。每10us对a,b输入口进行 +2操作。所得结果见图2-4。由图可知延时大约为10us。 五、实验要求 将实验原理、设计过程、编译仿真波形和分析结果、硬件测试实验结果写进实验报告。 六、实验思考题 （1）与单一设计文件比较，实现层次化设计应注意哪些问题？ 答：实现层次化设计需要注意的是：假设B设计中引用A设计，那么需要将A 设计的工程文件放在B设计的工程文件中，另外，B设计的工程必须要以B的实体名称对应，不然仿真的时候会出错。 （2）比较图形编辑和文本编辑两种8位二进制加法器的性能，分析它们的主要异同点。以下是文本编辑的参考程序。 1） 4位二进制数加法器ADDER4B的VHDL描述 LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY ADDER4B IS PORT ( CIN4 : IN STD_LOGIC; A4 : IN STD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);

FPGA VHDL4位全加器

《FPGA原理及应用》 实验报告书 （4） 用例化语句设计4位全加器题目 学院专业 姓名学号 指导教师 2015年 10-12月

1.实验目的 （1）进一步熟悉和掌握Qartus II的使用方法； （2）进一步掌握FPGA实验箱使用方法； （3）学习和掌握电路原理图的设计流程； （4）深化理解顶层设计的概念和构建电路的方法 2.实验内容 使用Qartus II的元件库，通过元件图的方式设计具有4位全加器功能的程序，并使用FPGA实验箱对程序进行硬件下载，验证。 3.实验条件 开发软件：Qartus II 8.0 实验设备：FPGA实验箱 拟用芯片：Altera EP3C55F484C8 4.实验设计 1)系统原理 多位加法器的构成有两种方式：并行进位和串行进位方式。并行进位加法器设有并行进位产生逻辑，运算速度快；串行进位方式是将全加器级联构成多位加法器。通常，并行加法器比串行级联加法器占用更多的资源，并且随着位数的增加，相同位数的并行加法器比串行加法器的资源占用差距也会越来越大。 四位全加器可对两个多位二进制数进行加法运算，同时产生进位。当两个二进制数相加时，较高位相加时必须加入较低位的进位项（Ci），以得到输出为和（S）和进位（C0）。 其中CIN表示输入进位位，COUT表示输出进位位，输入A和B分别表示加数和被加数。输出SUM＝A＋B＋CIN，当SUM大于255时，COUT置‘1’。 图4-1 4位全加器原理图 2)程序代码

LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY adder1 IS --1位全加器设计 PORT(a,b,cin:IN STD_LOGIC; s,cout:OUT STD_LOGIC); END adder1; ARCHITECTURE dataflow OF adder1 IS --用数据流方式设计1位全加器SIGNAL tmp:STD_LOGIC; --用tmp表示a⊕b BEGIN tmp<=a XOR b AFTER 10 ns; s<=tmp XOR cin AFTER 10 ns; cout<=(a AND b)OR(tmp AND cin) AFTER 20 ns; END dataflow; LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY adder4 IS --4位全加器设计 PORT(a,b:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); cin:IN STD_LOGIC; s:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); cout:OUT STD_LOGIC); END adder4;

基于VHDL 4位加法器的设计

实验三基于VHDL 4位加法器的设计 一、实验目的 1、进一步熟悉QUARTUS II软件的使用方法和VHDL输入的全过程。 2、进一步掌握实验系统的使用。 二、实验原理 图 2-1 半加器原理图 图 2-2 1位全加器原理图 图 2-3 4 位加法器原理图 4 位加法器(如图 2-3)是以 1 位全加器作为基本硬件，由 4 个 1 位全加器串行构成，1位全加器又可以由两个1位的半加器和一个或门连接而成(如图 2-2)，而1位半加器可以由若干门电路组成（如图 2-1）。

三、实验内容 本次实验使用 Altera FPGA 的开发工具 Quartus Ⅱ，利用原理图输入设计方法设计一个 4位加法器，取实验板上的 8 位按键的高 4 位与低 4 位分别作为 4 位加数与被加数，其中 8 个 LED 取 5 位作为结果输出，LED2~LED5 作为 4 位相加之和的输出结果，LED1作为两数高 4 位相加的进位 (LED 亮，表示低电平“0”， LED 灭，表示高电平“1”) 四、实验步骤 1、打开QUARTUS II软件，新建一个工程。 2、建完工程之后，再新建一个VHDL File。新建一个VHDL文件的过程如下： 1）选择QUARTUS II软件中的File->New命令，出现New对话框。如图2-1所示。 图2-1 新建设计文件选择窗口 2）在New对话框（图2-1）中选择Design Files页下的VHDL File，点击OK按钮，打开VHDL编辑器对话框，如图2-2所示。

图2-2 VHDL编辑窗口 3、按照实验原理和自己的想法，在VHDL编辑窗口编写1位半加器的VHDL程序。如图 2-3所示。 图2-3 1位半加器VHDL程序 4、编写完半加器VHDL程序后，保存，文件名为h_adder.vhd（注意文件名要与实体名 保持一致），再将半加器文件设置为顶层文件，然后进行编译并仿真，对程序 的错误进行修改。 5、再用同样的方法进行或门的VHDL程序（or2a.vhd）输入、编译和仿真。 图2-4 或门VHDL程序 6、利用半加器与或门进行1位全加器的VHDL程序（f_adder.vhd）设计、编译与仿真。

EDA VHDL 4位全加器实验报告解析

姓名：车琳班级：通信1101班 学号：0121109320130 实验一用原理图输入法设计4位全加器 一、实验目的 1）熟悉利用Quartus II 的原理图输入方法设计简单组合电路； 2）掌握层次化设计的方法； 3）通过一个4位全加器的设计把握利用EDA软件进行原理图输入方式的电子线路设计的详细流程。 二、实验内容 1）完成半加器、全加器和4位全加器的设计，包括原理图输入、编译、综合、适配、仿真、实验板上的硬件测试，并将此全加器电路设计成一个硬件符号入库。键1、键2、键3（PIO0/1/2）分别接ain、bin、cin；发光管D2、D1（PIO9/8）分别接sum和cout。 2）建立一个更高的层次的原理图设计，利用以上获得的1位全加器构成的4位全加器，并完成编译、综合、适配、仿真和硬件测试。建议选择电路模式1：键2、键1输入4位加数：键4、键3输入4位被加数：数码6和数码5显示加和：D8显示进位cout。 三、实验仪器 1）计算机及操作系统； 2）QuartusII软件； 3）编程电缆。

四、实验原理 一个4位全加器可以由4个一位全加器 构成，加法器间的进位可以串行方式实现， 即将低位加法器的进位输出 cout 与相邻的 高位加法器的最低进位输入信号 cin 相接。 一个1位全加器可以参考教材介绍的方 法来完成。1位全加器示意图如图1所示。 其中，其中CI 为输入进位位，CO 为输出进位位，输入A 和B 分别为加数和被加数。S 为输出和，其功能可用布尔代数式表示为： i i i i o i i i ABC ABC ABC ABC C ABC C B A C B A C B A S +++=+++= 五、实验步骤 1、完成半加器和全加器的设计，包括原理图输入、编译、综合、适配、仿真、实验板上的硬件测试，并将此全加器电路设计成一个硬件符号入库。键1、键 2、键3（PIO0/1/2）分别接ain 、bin 、cin ；发光管D2、D1（PIO9/8）分别接sum 和cout 。 2、建立一个更高层次的原理图设计，利用以上获得的1位全加器构成4位全加器，并完成编译、综合、适配、仿真、和硬件测试。建议选择电路模式1（附图F-2）：键2、键1输入4位加数：键4、键3输入4位被加数：数码6和数码5显示加和：D8显示进位cout 。 1、一位全加器设计输入 1）创建文件。采用File\new 菜单，创建图形文件。 2）添加元件。采用菜单symbol\enter symbol ，在弹出的对话框中选中相应的库与元件，添加元件，构成一位全加器并保存。 2、一位全加器元件的创建 1）对上述文件编译综合仿真。 2）生成元件。 3）采用菜单FILE\CREATE SYMBOL 生成一位全加器元件。

verilog不可被综合的语句

verilog 不可综合语句总结汇总 2009-04-20 18:37 （1）所有综合工具都支持的结构：always，assign，begin，end，case，wire，tri，aupply0，supply1，reg，integer，default，for，function，and，nand，or，nor，xor，xnor，buf，not，bufif0，bufif1，notif0，notif1，if，inout，input，instantitation，module，negedge，posedge，operators，output，parameter。 （2）所有综合工具都不支持的结构：time，defparam，$finish，fork，join，initial，delays，UDP，wait。 （3）有些工具支持有些工具不支持的结构：casex，casez，wand，triand，wor，trior，real，disable，forever，arrays，memories，repeat，task，while。 建立可综合模型的原则 要保证Verilog HDL赋值语句的可综合性，在建模时应注意以下要点： （1）不使用initial。 （2）不使用#10。 （3）不使用循环次数不确定的循环语句，如forever、while等。 （4）不使用用户自定义原语（UDP元件）。 （5）尽量使用同步方式设计电路。 （6）除非是关键路径的设计，一般不采用调用门级元件来描述设计的方法，建议采用行为语句来完成设计。 （7）用always过程块描述组合逻辑，应在敏感信号列表中列出所有的输入信号。 （8）所有的内部寄存器都应该能够被复位，在使用FPGA实现设计时，应尽量使用器件的全局复位端作为系统总的复位。 （9）对时序逻辑描述和建模，应尽量使用非阻塞赋值方式。对组合逻辑描述和建模，既可以用阻塞赋值，也可以用非阻塞赋值。但在同一个过程块中，最好不要同时用阻塞赋值和非阻塞赋值。 （10）不能在一个以上的always过程块中对同一个变量赋值。而对同一个赋值对象不能既使用阻塞式赋值，又使用非阻塞式赋值。 （11）如果不打算把变量推导成锁存器，那么必须在if语句或case语句的所有条件分支中都对变量明确地赋值。 （12）避免混合使用上升沿和下降沿触发的触发器。 （13）同一个变量的赋值不能受多个时钟控制，也不能受两种不同的时钟条件（或者不同的时钟沿）控制。 （14）避免在case语句的分支项中使用x值或z值。 不可综合verilog语句2009-04-14 19:33

VHDL四位全加器三种语言编程

四位全加器的三种VHDL语言描述方式： 一：数据流描述方式 libraryieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity add1 is port(a,b,cin:instd_logic; s,cout:outstd_logic); end add1; architecture dataflow of add1 is begin s<=(a xor b) xorcin; cout<=((a xor b)and cin)or(a and b); end dataflow; 二：行为描述方式 libraryieee; use ieee.std_logic_1164.all; useieee.std_logic_unsigned.all; entity add22 is port(a,b,cin:instd_logic; s,co:outstd_logic); end add22; architecture dataflow of add22 is signaltmp:std_logic; begin process(a,b,cin) variable n:integer range 0 to 3; constants_vector: std_logic_vector(3 downto 0):="1010"; constantco_vector: std_logic_vector(3 downto 0):="1100"; begin n:=0; if a='1' then n:=n+1; end if; if b='1' then n:=n+1; end if; ifcin='1' then n:=n+1; end if; s<=s_vector(n) after 10 ;

FPGA中不可综合语句汇总

（1）所有综合工具都支持的结构：always，assign，begin，end，case，wire，tri，aupply0，supply1，reg，integer，default，for，function，and，nand，or，nor，xor，xnor，buf，not，bufif0，bufif1，notif0，notif1，if，inout，input，instantitation，module，negedge，posedge，operators，output，parameter。 （2）所有综合工具都不支持的结构：time，defparam，$finish，fork，join，initial，delays，UDP，wait。 （3）有些工具支持有些工具不支持的结构：casex，casez，wand，triand，wor，trior，real，disable，forever，arrays，memories，repeat，task，while。 建立可综合模型的原则 要保证Verilog HDL赋值语句的可综合性，在建模时应注意以下要点： （1）不使用initial。 （2）不使用#10。 （3）不使用循环次数不确定的循环语句，如forever、while等。 （4）不使用用户自定义原语（UDP元件）。 （5）尽量使用同步方式设计电路。 （6）除非是关键路径的设计，一般不采用调用门级元件来描述设计的方法，建议采用行为语句来完成设计。 （7）用always过程块描述组合逻辑，应在敏感信号列表中列出所有的输入信号。 （8）所有的内部寄存器都应该能够被复位，在使用FPGA实现设计时，应尽量使用器件的全局复位端作为系统总的复位。 （9）对时序逻辑描述和建模，应尽量使用非阻塞赋值方式。对组合逻辑描述和建模，既可以用阻塞赋值，也可以用非阻塞赋值。但在同一个过程块中，最好不要同时用阻塞赋值和非阻塞赋值。 （10）不能在一个以上的always过程块中对同一个变量赋值。而对同一个赋值对象不能既使用阻塞式赋值，又使用非阻塞式赋值。 （11）如果不打算把变量推导成锁存器，那么必须在if语句或case语句的所有条件分支中都对变量明确地赋值。 （12）避免混合使用上升沿和下降沿触发的触发器。 （13）同一个变量的赋值不能受多个时钟控制，也不能受两种不同的时钟条件（或者不同的时钟沿）控制。 （14）避免在case语句的分支项中使用x值或z值。 不可综合verilog语句2009-04-1419:33 1、initial 只能在test bench中使用，不能综合。（我用ISE9.1综合时，有的简单的initial也可以综合，不知道为什么） 2、events event在同步test bench时更有用，不能综合。 3、real 不支持real数据类型的综合。 4、time 不支持time数据类型的综合。