verilog 加减法
Verilog是一种硬件描述语言（HDL），用于设计电子电路和
系统。它是工业界和学术界最广泛使用的HDL之一，被广泛
用于设计数字集成电路（ASIC）和可编程逻辑器件（FPGA）。
加法和减法是数字电路中最基础的运算操作。在Verilog中，
我们可以使用各种不同的方法来实现加法和减法电路。本文将详细介绍Verilog中的加法和减法电路的设计和实现。
一、加法电路设计
加法电路是将两个二进制数相加得到二进制和的电路。在Verilog中，我们可以使用全加器（full adder）来实现加法电路。
全加器的真值表如下：
输入输出
A B Cin Sum Cout
0 0 0 0 0
0 0 1 1 0
0 1 0 1 0
0 1 1 0 1
1 0 0 1 0
1 0 1 0 1
1 1 0 0 1
1 1 1 1 1
根据真值表，我们可以得到全加器的逻辑表达式如下：
Sum = A XOR B XOR Cin
Cout = (A AND B) OR (Cin AND (A XOR B))
下面是一个使用全加器实现的4位加法电路的Verilog代码示例：
```verilog
module adder4(
input [3:0] A,
input [3:0] B,
input Cin,
output [3:0] Sum,
output Cout
);
wire c1, c2, c3;
full_adder fa0(A[0], B[0], Cin, Sum[0], c1);
full_adder fa1(A[1], B[1], c1, Sum[1], c2);
full_adder fa2(A[2], B[2], c2, Sum[2], c3);
full_adder fa3(A[3], B[3], c3, Sum[3], Cout);
endmodule
module full_adder(
input A,
input B,
input Cin,
output Sum,
output Cout
);
assign Sum = A ^ B ^ Cin;
assign Cout = (A & B) | (Cin & (A ^ B));
endmodule
```
上述代码中，我们定义了一个4位加法电路"adder4"，它有两
个4位输入A和B，一个输入Cin和一个4位输出Sum和一
个输出Cout。我们使用四个全加器来实现4位的加法运算。
二、减法电路设计
减法电路是将两个二进制数相减得到差的电路。在Verilog中，我们可以使用全减器（full subtractor）来实现减法电路。
全减器的真值表如下：
输入输出
A B Bin Diff Bout
0 0 0 0 0
0 0 1 1 1
0 1 0 1 1
0 1 1 0 1
1 0 0 1 0
1 0 1 0 0
1 1 0 0 0
1 1 1 1 1
根据真值表，我们可以得到全减器的逻辑表达式如下：
Diff = A XOR B XOR Bin
Bout = (!A & B & Bin) | (!A & !B) | (A & !B & Bin) | (A & B
& !Bin)
下面是一个使用全减器实现的4位减法电路的Verilog代码示例：
```verilog
module subtractor4(
input [3:0] A,
input [3:0] B,
output [3:0] Diff,
output Bout
);
wire b1, b2, b3;
full_subtractor fs0(A[0], B[0], 0, Diff[0], b1);
full_subtractor fs1(A[1], B[1], b1, Diff[1], b2);
full_subtractor fs2(A[2], B[2], b2, Diff[2], b3);
full_subtractor fs3(A[3], B[3], b3, Diff[3], Bout);
endmodule
module full_subtractor(
input A,
input B,
input Bin,
output Diff,
output Bout
);
assign Diff = A ^ B ^ Bin;
assign Bout = (!A & B & Bin) | (!A & !B) | (A & !B & Bin) | (A & B & !Bin);
endmodule
```
上述代码中，我们定义了一个4位减法电路"subtractor4"，它
有两个4位输入A和B，一个4位输出Diff和一个输出Bout。我们使用四个全减器来实现4位的减法运算。
总结：
在本文中，我们详细介绍了Verilog中加法和减法电路的设计
和实现。通过使用全加器和全减器，我们可以实现任意位数的加法和减法运算，从而完成更复杂的数字电路设计。通过熟练掌握Verilog语言的基础知识和相关电路设计原理，我们可以
更加灵活地应用Verilog进行数字电路设计和仿真。
verilog 加减法 Verilog是一种硬件描述语言（HDL），用于设计电子电路和 系统。它是工业界和学术界最广泛使用的HDL之一，被广泛 用于设计数字集成电路（ASIC）和可编程逻辑器件（FPGA）。 加法和减法是数字电路中最基础的运算操作。在Verilog中， 我们可以使用各种不同的方法来实现加法和减法电路。本文将详细介绍Verilog中的加法和减法电路的设计和实现。 一、加法电路设计 加法电路是将两个二进制数相加得到二进制和的电路。在Verilog中，我们可以使用全加器（full adder）来实现加法电路。 全加器的真值表如下： 输入输出 A B Cin Sum Cout 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 根据真值表，我们可以得到全加器的逻辑表达式如下： Sum = A XOR B XOR Cin
Cout = (A AND B) OR (Cin AND (A XOR B)) 下面是一个使用全加器实现的4位加法电路的Verilog代码示例： ```verilog module adder4( input [3:0] A, input [3:0] B, input Cin, output [3:0] Sum, output Cout ); wire c1, c2, c3; full_adder fa0(A[0], B[0], Cin, Sum[0], c1); full_adder fa1(A[1], B[1], c1, Sum[1], c2); full_adder fa2(A[2], B[2], c2, Sum[2], c3); full_adder fa3(A[3], B[3], c3, Sum[3], Cout); endmodule module full_adder( input A, input B, input Cin, output Sum, output Cout );
无源侦察传感器宽带信道化接收技术研究 王海滨;解传军;梁明珅 【摘要】Channelized receivers is the core of passive reconnaissance sensor system,a math model for channelized receiver based on polyphase filtering structure and a multichannel simulation system is designed based on this model,the extract,filtering and FFT modules are designed based on FPGA,the contradiction between signal high-speed real-time processing and FPGA processing speed is solved. At last,the simulation experimental results verify the model and system realization is correct.%信道化接收机是 无源侦察传感器系统的核心，研究了基于多相滤波结构的信道化接收机的数学模型，并由此模型设计了一个多信道模拟系统，利用现场可编程门阵列（ FPGA）对抽取、滤波、快速傅立叶变换（ FFT）等模块进行了设计，解决了信号高速实时处理与FPGA处理速度之间的矛盾。最后用仿真实验结果验证了模型和系统实现的正确性。【期刊名称】《传感器与微系统》 【年(卷),期】2015(000)002 【总页数】4页(P73-75,78) 【关键词】无源侦察;传感器;多相滤波 【作者】王海滨;解传军;梁明珅 【作者单位】海军航空兵学院，辽宁葫芦岛125001;海军航空兵学院，辽宁葫芦岛125001;哈尔滨工程大学信息与通信工程学院，黑龙江哈尔滨150001
实验六Ｖerilog设计分频器/计数器电路 一、实验目的 1、进一步掌握最基本时序电路的实现方法; 2、学习分频器/计数器时序电路程序的编写方法； ３、进一步学习同步和异步时序电路程序的编写方法。 二、实验内容 1、用Verｉlog设计一个10分频的分频器,要求输入为cｌocｋ（上升沿有效)，reseｔ（低电平复位）,输出clocｋout为4个clock周期的低电平，4个ｃlｏcｋ周期的高电平）,文件命名为fｅnｐinｑｉ10。v. 2、用Verilｏg设计一异步清零的十进制加法计数器,要求输入为时钟端ＣLＫ（上升沿）和异步清除端CLＲ（高电平复位），输出为进位端C和4位计数输出端Q,文件命名为ｃouｔe ｒ1０．v。 3、用Verilog设计８位同步二进制加减法计数器,输入为时钟端ＣLK(上升沿有效)和异步清除端CLR(低电平有效)，加减控制端ＵＰDOWN,当UPDOＷＮ为1时执行加法计数，为0时执行减法计数;输出为进位端Ｃ和8位计数输出端Ｑ,文件命名为coutｅr8.v。 4、用VEＲILＯG设计一可变模数计数器，设计要求：令输入信号M１和Ｍ0控制计数模,当M1M0=00时为模1８加法计数器；M1M０=0１时为模4加法计数器；当M1M0=１0时为模12加法计数器；M1M0=1１时为模6加法计数器，输入cｌk上升沿有效，文件命名为mcouｔ5。ｖ。 5、ＶｅriｌogHＤL设计有时钟时能的两位十进制计数器，有时钟使能的两位十进制计数器的元件符号如图所示，ＣLＫ是时钟输入端，上升沿有效;ENA是时钟使能控制输入端，高电平有效,当ENA=1时，时钟CＬK才能输入;ＣＬR是复位输入端，高电平有效,异步清零；Ｑ［３．。0］是计数器低4位状态输出端，Q[7.．0]是高4位状态输出端；ＣＯUT是进位输出端. 三、实验步骤 实验一：分频器 1、建立工程
实验六V e r i l o g设计分频器/计数器电路 一、实验目的 1、进一步掌握最基本时序电路的实现方法； 2、学习分频器/计数器时序电路程序的编写方法； 3、进一步学习同步和异步时序电路程序的编写方法。 二、实验内容 1、用Verilog设计一个10分频的分频器，要求输入为clock（上升沿有效），reset（低电平复位），输出clockout为4个clock周期的低电平，4个clock 周期的高电平），文件命名为。 2、用Verilog设计一异步清零的十进制加法计数器，要求输入为时钟端CLK （上升沿）和异步清除端CLR（高电平复位），输出为进位端C和4位计数输出端Q，文件命名为。 3、用Verilog设计8位同步二进制加减法计数器，输入为时钟端CLK（上升沿有效）和异步清除端CLR（低电平有效），加减控制端UPDOWN，当UPDOWN 为1时执行加法计数，为0时执行减法计数；输出为进位端C和8位计数输出端Q，文件命名为。 4、用VERILOG设计一可变模数计数器，设计要求：令输入信号M1和M0控制计数模，当M1M0=00时为模18加法计数器；M1M0=01时为模4加法计数器；当M1M0=10时为模12加法计数器；M1M0=11时为模6加法计数器，输入clk 上升沿有效，文件命名为。 5、VerilogHDL设计有时钟时能的两位十进制计数器，有时钟使能的两位十进制计数器的元件符号如图所示，CLK是时钟输入端，上升沿有效；ENA是
时钟使能控制输入端，高电平有效，当ENA=1时，时钟CLK才能输入；CLR 是复位输入端，高电平有效，异步清零；Q[3..0]是计数器低4位状态输出端，Q[7..0]是高4位状态输出端；COUT是进位输出端。 三、实验步骤 实验一：分频器 1、建立工程 2、创建Verilog HDL文件 3、输入10分频器程序代码并保存 4、进行综合编译 5、新建波形文件 6、导入引脚 7、设置信号源并保存 8、生成网表 9、功能仿真 10、仿真结果分析 由仿真结果可以看出clockout输出5个clock周期的低电平和5个clock 的高电平达到10分频的效果，设计正确。 实验二：十进制加法计数器（异步清零） 1、建立工程 2、创建Verilog HDL文件 3、输入加法计数器代码并保存 4、进行综合编译 5、新建波形文件 6、导入引脚 7、设置信号源并保存 8、生成网表 9、功能仿真 10、仿真结果分析
一、HDL不是硬件设计语言 过去笔者曾碰到过不少VHDL或Verilog HDL的初学者问一些相似的问题，诸如如何实现除法、开根号，如何写循环语句等等。在这个论坛上，也时常能看到一些网友提出这一类的问题。 对于这些问题，首先要明确的是VHDL和Veriglog并非是针对硬件设计而开发的语言，只不过目前被我们用来设计硬件。HDL是Hardware Description Language的缩写，正式中文名称是“硬件描述语言”。也就是说，HDL并不是“硬件设计语言(Hardware Design Langu age)”。别看只差这一个单词，正是这一个单词才决定了绝大部分电路设计必须遵循RTL的模式来编写代码，而不能随心所欲得写仅仅符合语法的HDL代码。 二、HDL的来历 之所以是“硬件描述语言”，要从HDL的来历说起。 VHDL于1980年开始在美国国防部的指导下开发，完成于1983年，并于1987年成为IEEE 的标准。当初开发这种语言，是出于美国国防部采购电子设备的需要。美军的装备采购自私人企业，时常要面对这样一种风险：如果某种武器大量装备部队，而其中某个零件的供应商却在几年后倒闭了，那这种武器的再生产、维修和保养都会出现大问题。而电子设备、尤其是集成电路的内部结构较为复杂，若出现前面所说的情况要找其他公司生产代用品非常困难。于是美国防部希望供应商能以某种形式留下其产品的信息，以保证一旦其破产后能由其他厂商迅速生产出代用品。 显然，当初的设计文档显然是不能交出来的，这在美国会涉及商业机密和知识产权问题。于是美国防部就想出了一种折衷的方法——描述硬件的语言，也就是VHDL。通过VHDL，供应商要把自己生产的集成电路芯片的行为描述出来：比如说，加了什么样的信号后过多少时间它能输出什么等等。这样，如果有必要让其他厂商生产代用品，他们只需照着VHDL 文档，设计出行为与其相同的芯片即可。这样的代用品相当于是新厂商在不了解原产品结构的情况下独立设计的，所以不太会涉及知识侵权。 Verilog HDL也形成于差不多的年代，是由Gateway Design Automation公司大约在1983年左右开发的。其架构同VHDL相似，但主要被用来进行硬件仿真。或许私人公司更注重实用，V erilog要比VHDL简洁得多。 由此可见，这两种最流行的用于电路设计的语言，没有一种是为了设计硬件而开发的(更何况80年代还没有现在的那些功能强大的EDA软件呢)。因此，当初制订HDL语言标准的时候，并没有考虑这些代码如何用硬件来实现。换句话说，有些代码写起来简单，实现起来却可能非常复杂，或者几乎不可能实现。 三、HDL代码的可综合性 现在回到最初的问题上。为什么诸如除法、循环之类的HDL代码总是会出错？ 由上一部分可知，任何符合HDL语法标准的代码都是对硬件行为的一种描述，但不一定是可直接对应成电路的设计信息。行为描述可以基于不同的层次，如系统级，算法级，寄存器传输级(RTL)、门级等等。以目前大部分EDA软件的综合能力来说，只有RTL或更低层次的行为描述才能保证是可综合的。而众多初学者试图做的，却是想让软件去综合算法级或者更加抽象的硬件行为描述。 比如说，要想实现两个变量相除的运算，若在代码中写下C=A/B，你将会发现只有一些模拟软件在前仿真中能正确执行这句代码，但几乎任何软件都不能将其综合成硬件。不要怪软件太笨。试想一下，如果我们自己笔算除法是怎么做的？从高位到低位逐次试除、求余、移位。试除和求余需要减法器，商数和余数的中间结果必须有寄存器存储；而此运算显然不能在一个时钟周期里完成，还需要一个状态机来控制时序。一句简单的C=A/B同所有这些相比显得太抽象，对于只能接受RTL或更低层次描述的EDA软件来说确实太难实现。而如果
手把手教你编写一个超级简单的CPU FPGA的处理能力固然强大，但在进行程序化的任务时，用状态机来实现有时就显得不如CPU写程序那么简洁。在FPGA里面也可以用逻辑来搭出简单的CPU，并固化一小段代码去实现特定的功能。考虑下最简单的CPU是什么样子呢？最少，需要有读取程序(指令)，并执行指令的过程。指 令存放在一块内存当中，CPU每步取一条指令来执行，根据读出的指令内容，内部的状态发生转变——比如寄存器按指令要求进行运算，比如访问外部的端口(或总线)。指令是一 个编码，描述这一步需要做的事情；执行指令的过程就是状态转移的过程。我实验的这个超简单CPU是这样：上图中，PC是Program Counter，就是程序计数器，选择ROM中程序执行的地址。opr用来存放当前的指令，它的内容从ROM 中读到。寄存器还有A寄存器和R0~R7寄存器，用来计算和存放结果，另外还有一个1-bit的“零'标志位zflag，是给条件转移指令用的。当然，若只是里面的寄存器变来变去，这个CPU就没有实用价值了，所以还有一个输入端口，以及 一个输出端口，用来和寄存器A交换数据。设计指令字长为8-bit，寄存器宽度也为8-bit。每条指令都是从ROM中读8-bit，可以最多有256种不同的指令，当然指令中能编码立即数，所以指令不会有那么多种。我给这个CPU设计了14条指令：
跳转指令有2条，无条件转移和Z条件转移，转移范围为5-bit相对地址，即-16~+15。带立即数指令有4条，因为指令才8-bit，立即数只好分配4-bit了。装入A寄存器的高4位或低4位，以及与A做加减法。R0~R7寄存器只能与A 寄存器进行copy和比较操作。影响zflag标志的指令有位测试指令TESTB, 比较指令COMP和加减法指令。指令空间并没有用完，可以根据需要再补充指令。用Verilog语言来写这个CPU的状态转移部分：module cpu0(clk, Iaddr, Ibus, PortI, PortO);input clk;output [9:0] Iaddr;input [7:0] Ibus;input [7:0] PortI;output reg [7:0] PortO;reg [9:0] pc;reg [7:0] RA;reg [7:0] Rn[0:7];reg zflag;assign Iaddr=pc;reg [7:0] opr;always @(posedge clk)opr wire [1:0] opc1=opr[7:6];wire [5:0] opx=opr[5:0];wire [1:0] opc2=opr[5:4];wire [3:0] imm4=opr[3:0];wire [2:0] sel=opr[2:0];reg branch;always @(posedge clk) beginpc branch if(~branch) beginif(opc1==2'd3)if(opr[5] | zflag) beginpc branch endendendalways @(posedge clk) beginif(~branch) beginif(opc1==2'd1 && opc2==2'd0)Rn[sel] endendalways @(posedge clk) beginif(~branch) begincase(opc1)2'd0: beginif(opx==6'd0)RA end2'd1: beginif(opc2==2'd1)RA end2'd2: begincase(opc2)2'd0: RA[7:4] 2'd1: RA[3:0] 2'd2:
C R C算法及V e r i l o g 实现
CRC算法原理及其Verilog实现 1CRC简介 CRC校验是一种在数据通信系统和其它串行传输系统中广泛使用的错误检测手段。通用的CRC标准有CRC-8、CRC-16、CRC-32、CRC-CCIT，其中在网络通信系统中应用最广泛的是CRC-32标准。本文将以CRC-32为例，说明CRC编码的实现方式以及如何用verilog语言对CRC编码进行描述。 2二．模2运算 在说明CRC编码方式之前，首先介绍一下模2运算法则，在CRC运算过程中会使用到模2除法运算。模2运算是一种二进制运算法则，与四则运算相同，模2运算也包括模2加、模2减、模2乘、模2除四种运算。模2运算用“+”表示加法运算，用“-”、“×”或“.”、“/”分别表示减法、乘法和除法运算。与普通四则运算法则不同的是，模2加法是不带进位的二进制加法运算，模2减法是不带借位的二进制减法运算。同时，模2乘法在累加中间结果时采用的是模2加法运算；模2除法求商过程中余数减除数采用的是模2减法运算。因此，两个二进制数进行模2加减法运算时，相当于两个二进制数进行按位异或运算，每一位的结果只与两个数的当前位有关。模2除法在确定商时，与普通二进制除法也略有区别。普通二进制除法中，当余数小于除数时，当前位的商为0，当余数大于等于除数时，当前位的商为1。模2除
法在确定当前位的商时，只关心余数的首位，首位为1则商为1，首位为0则商为0。 1.模2加法的定义： 0+0=0，0+1=1，1+0=1，1+1=0。 举例如下： 1010+0110=1100。 2.模2减法的定义： 0-0=0，0-1=1，1-0=1，1-1=0。 举例如下： 1010-0110=1100。 3.模2乘法的定义： 0×0=0，0×1=0，1×0=0，1×1=1。 举例如下： 1011×101=100111 列竖式计算： 1011 × 101 —————— 1011 0000 1011 —————— 100111 其中横线之间的累加过程，采用的是2进制加法，不进位。
加减法运算器的设计 实验报告
实验二加减法运算器的设计 一、实验目的 1、理解加减法运算器的原理图设计方法 2、掌握加减法运算器的VERILOG语言描述方法 3、理解超前进位算法的基本原理 4、掌握基于模块的多位加减运算器的层次化设计方法 5、掌握溢出检测方法和标志线的生成技术 6、掌握加减运算器的宏模块设计方法 二、实验任务 1、用VERILOG设计完成一个4位行波进位的加减法运算器，要求有溢出和进位标志，并封 装成模块。模块的端口描述如下： module lab2_RippleCarry 宽度可定制（默认为4位）的行波进位有符号数的加减法器。 #(parameter WIDTH=4) ( input signed [WIDTH-1:0] dataa, input signed [WIDTH-1:0] datab, input add_sub, // if this is 1, add; else subtract input clk, input cclr, input carry_in, //1 表示有进位或借位 output overflow, output carry_out, output reg [WIDTH-1:0] result ) 2、修改上述运算器的进位算法，设计超前进位无符号加法算法器并封装成模块。模块的端 口描述如下： module lab2_LookaheadCarry // 4位超前进位无符号加法器 ( input [3:0] a, input [3:0] b, input c0, //carry_in input clk, input cclr, output reg carry_out, output reg [3:0]sum ); 3、在上述超前进位加法运算器的基础上，用基于模块的层次化设计方法，完成一个32位
verilog补码运算 Verilog是一种用于数字电路设计的硬件描述语言（HDL），它可以模拟和设计集成电路和数字系统。补码运算是数字电路中的一种基本运算，旨在实现数字计算和逻辑操作。在这篇文章中，我们将深入探讨Verilog中的补码运算，包括其定义、实现方法、优劣以及应用。 一、补码的定义 在计算机中，数字数据的表达通常采用二进制串。为了实现算术运算和逻辑运算，计算机系统设计师需要确定一种规则，将数字数据转换成特定的数字格式。在数字电路设计中，常见的数字格式包括无符号二进制、有符号二进制和补码。 补码是一种将有符号的二进制数表示为二进制组合的方法，该方法适用于计算机中的算术运算和逻辑运算。在补码中，最高位表示符号位，0表示正数，1表示负数。对于负数，其二进制表示为该数的绝对值的二进制反码加1。 例如，对于一个8位的有符号二进制数-5，它的二进制表示为10000101，对应的补码为11111011。首先需要使用二进制反码将其转换为01011010，然后将其加1得到11111011。 二、补码的实现方法
在Verilog中，补码的实现可以使用多种方法，包括 串行方式、并行方式和查表法。 1、串行方式 串行方式是一种在补码操作中常用的方法，它通过将 两个数的二进制串逐位相加来实现补码运算。在串行方式 中，两个数的高位对齐并逐位进行加法运算，最后将得到 的数转换为二进制补码。 下面是一个串行方式的例子，两个数分别是A和B。 在这个例子中，我们实现32位的有符号加法。 1module adder(A, B, Cin, Sum, Cout); 2input [31:0] A, B; 3input Cin; 4output reg [31:0] Sum; 5output CarryOut; 6 7// Declare a vector to store the carry out of each bit addition 8reg [31:0] carryOutVct; 9 10// Initialize carry out vector, carry bit at pos 0. 11initial carryOutVct = {1'b0, {31{1'b1}}}; 12 13// Bit-wise adder 14always @ (A, B) begin 15 reg [31:0] summation; 16 reg [31:0] carryInVct; 17 reg [31:0] carryOutSum; 18 19 carryInVct = {cin, carryOutVct[31]}; 20 summation = A + B + carryInVct; 21 22 for (i = 0; i < 32; i = i+1) begin 23 carryOutSum[i] = (carryInVct[i] && A[i]) || 24
RS(10,8)分析及verilog代码 RS(10,8)原理图： *dataout输入到加法器不用转换到GF域，输入以后的信号全是在GF域中运算。 GF(2^4)元素列表： GF域的元素都由a^0,a^1,,,a^(m-1)及其组合构成。 GF(2^4)元素由a^0,a^1,a^2,a^3及其组合构成。 其它值是在元素a^m的基础上求得，a^m由本原多项式f(x)=x^4+x+1求得 因为a是本原多项式的一个解，所以 a^4+a+1=0 得元素a^4=a+1 其它元素a^i=a^(i-1)*a，结果中有等于a^4，由a+1代替计算。 如a^7=a^6*a=(a^3+a^2)a=a^4+a^3=a^3+a+1 GF域的加减法和乘法：
加减法：各对应位异或。如0010+1011＝1001 乘法：权相加（十进制加法），对大于最大权值2^m-1的值求余。2^13*2^5=2^(13+5)=2^18=2^3 乘法器系数值获得： 生成多项式g(x)=(x+a)(x+a^2),,,,,,,,(x+a^(n-k)) GF(2^4)域的生成多项式为 g(x)=(x+a)(x+a^2) =x^2+(a^2+a)x+a*a^2 =x^2+(a^5)x+a^3 所以g0=a^3,g1=a^5 设输入信息多项式为m和输出多项式为q 分别表示为 m=m[3]a^3+m[2]a^2+m[1]a^1+m[0]a^0 q=q[3]a^3+q[2]a^2+q[1]a^1+q[0]a^0 其中：m[n]，q[n]表示输入信息第n位的值（0或1），a^n表示权 那么以g1所在的乘法器为例有： q[3]a^3+q[2]a^2+q[1]a^1+q[0]a^0=(m[3]a^3+m[2]a^2+m[1]a^1+m[0]a^0)*a^5 =m[3]a^8+m[2]a^7+m[1]a^6+m[0]a^5 =m[3](a^2+1)+m[2](a^3+a+1)+m[1](a^3+a^2)+m[0](a^2+a) =(m[2]+m[1])a^3+(m[3]+m[1]+m[0])a^2+(m[2]+m[0])a^1+(m[3]+m[2])a^0 所以 q[3]=m[2]+m[1] q[2]=m[3]+m[1]+m[0] q[1]=m[2]+m[0] q[0]=m[3]+m[2] 同理求得g0所在乘法器的结果 RS(10,8)程序： module rs8to10(clk,rst,din,dout); input clk,rst; input [3:0] din; output [3:0] dout; reg [3:0] dout=0; reg [3:0] dr=0;//输入数据寄存器 reg [3:0] r0=0;//D0寄存器 reg [3:0] r1=0;//D1寄存器 reg [3:0] count=0; wire [3:0] add_0; wire [3:0] add_1; wire [3:0] mul_0; wire [3:0] mul_1;
基于CORDIC算法的线性调频信号产生 朱双兵;杨维明;吴恙;胡晶 【摘要】为了克服基于传统查表法实现DDS方法占用存储单元多、运算速度和精度较低等缺陷,重点研究并实现了基于CORDIC算法的线性调频信号产生方法.采用Verilog硬件描述语言设计实现了基于CORDIC算法的流水线式直接数字合成器(DDS),结合线性调频信号的相位调制函数,实现了线性调频信号的硬件产 生.ModelSim上RTL仿真结果验证了该方法的正确性.%In order to overcome the defects of traditional method of DDS based on the look-up table,which occupied more data storage units and reduced the operation speed and accuracy,this paper mainly studied and realized production of the linear frequency modulation signal based on CORDIC algorithm.A full pipeline direct digital synthesizer was built by using Verilog HDL.The linear frequency modulation signal was produced in combination with phase modulation of linear FM signal.The results of RTL simulation on ModelSim show that the method is correct. 【期刊名称】《电子器件》 【年(卷),期】2013(036)004 【总页数】5页(P497-501) 【关键词】线性调频;坐标旋转数字计算机;Verilog;ModelSim;RTL 【作者】朱双兵;杨维明;吴恙;胡晶
verilog 中使用有符号数 分类：资料摘录2011-05-09 17:161213人阅读评论(2)收藏举报 目录(?)[+] 在数字电路中，出于应用的需要，我们可以使用无符号数，即包括0及整数的集合；也可以使用有符号数，即包括0和正负数的集合。在更加复杂的系统中，也许这两种类型的数，我们都会用到。 有符号数通常以2的补码形式来表示。图1列出了4位二进制表示法所对应正负数。进一步观察，我们发现两种类型数的加减法是一样的，做加法和减法就是在数轮上按正时钟转转或按反时钟转。比方说，1001+0100，意味着从1001按照顺时钟方向移动4个位置，其结果为1101。在无符号数类型中，它代表（+9）+（+4）=+13；而在有符号数类型中，它则代表（-7）+（+4）=-3。从数轮上看，若是加法所得的结果溢出了，那么也就是穿越了数轮的临界点。注意这个临界点对于无符号数和有符号数来说，是不一样的：无符号数，是介于1111和0000之间；有符号数，则是介于0111和1000之间。 物理加减法的行为正好和数轮的移动类似。只要所有的运算子和结果具有相同的位宽，那么有符号数或无符号数的形式就可用于相同的电路。比方说，设a、b和sum 都是8位信号，表达式 1sum = a+ b; 无论这些信号被转译成有符号数或无符号数，它都会引用相同的硬件且使用相同的二进制表示法。这种现象在其他算术运算中也是正确的（但是它不可用于非算术运算中，比方说有理数运算或溢出标志位的生成）。
图1 4位二进制数轮 此外，当运算子或其结果的位宽不同时，我们需要区分它究竟使用哪一种符号类型。因为不同的符号类型需要不同的扩展位。对于无符号数，前置一个0，即所谓的零扩展位；对于有符号数来说，需要前置n个所谓的符号扩展位。比方说4位二进制表示的-5为1011；当其扩展成8位时，应该变为1111_1011，而不是0000_1011。 举个例子，设a和sum为8位信号，b为4位信号即b3b2b1b0。表达式 1sum = a + b 需要将b扩展为8位。如果是无符号数形式，那么b扩展为0000_b3b2b1b0；如果是有符号数形式，那么b扩展为b3b3b3b3_b3b2b1b0。上述表达式所引用的硬件包括位宽扩展电路和加法器。因为对于有符号数和无符号数来说，扩展电路是不
支持媒体处理的子字绝对值单元设计与实现 开耀文;高德远;张萌 【摘要】子字并行结构的计算单元是提高多媒体应用程序性能的有效方式.研究和实现了支持子字并行的32位绝对值单元,并优化了该单元的关键路径.从时序,面积等方面对三种设计方案进行了分析比较.结果表明经过优化的子字并行绝对值单元在保证面积大小的同时,减小了整个单元的延时.%Computing unit using subword - parallel technique can improve the performance of multimedia application efficiently. An optimized subword - parallel absolute difference unit is proposed in this paper comparing to the units have been published. It also provides the analysis of the timing, area of three absolute difference units applying different design methods. The results show that the optimized subword - parallel absolute difference unit not only cuts down the length of the critical path with respect to other units, but also keep the area of the unit in a normal standard. 【期刊名称】《微处理机》 【年(卷),期】2012(033)004 【总页数】5页(P18-22) 【关键词】子字并行;加法器;绝对值单元;进位截断;和加一 【作者】开耀文;高德远;张萌 【作者单位】西北工业大学计算机学院,西安710129;西北工业大学计算机学院,西安710129;西北工业大学计算机学院,西安710129
实验1:四位加减法器设计 1。实验任务：设计带借位、进位的4位二进制减法、加法器。 2。实验要求:要考虑借位、进位。在软件环境下，编写源文件并用器件实现。 3。实验过程： （1）原理分析：多位减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，串行进位是将全加器进行级联构成的，这种方式电路会比较简单。本次实验中采用了自底向上（Bottom—Up）的分层次电路设计方法。实际上，Verilog HDL 语言中的加减运算符为程序设计提供了很大的便利，此次实验又采用它实现了加减法器. （2）Verilog HDL源文件设计： ［1]。利用算术运算符的程序设计: module adderandsubtracter（s,k,cin,cout)； input cin，k; parameter[3：0] aa = 4'b0100; parameter[3：0］bb = 4'b0101; output cout; output[3:0] s; reg cout，s； always＠(k) begin if(k == 1） ｛cout,s｝〈= aa+bb+cin； else ｛cout，s｝<= aa-bb—cin; end endmodule [2］。自底向上（Bottom—Up）的分层次电路设计方法的Verilog HDL源文件。
module Adderandsubtracter1 bit （k，A，B，Cin ，Sum，Cout ）； input A，B，Cin,k; output Sum，Cout； parameter[3：0] A = 4'b0100； parameter［3：0] B = 4'b0101; assign Sum=(（（A^k）^B)^Cin）^k； assign Cout=(（A^k)＆B）| (（A^k)＆Cin) | （B＆Cin）； end module module Adderorsubtracter4bit (k，First, Second, Carry_In, Sum_out, Carry_out）； input［0：3] First，Second; input Carry_in； output[0：3] Sum_out; output Carry_out; wire ［0：2］Car； always@（k） begin if（k == 0) Adderandsubtracter1 bit A1 (First［3］，Second[3］，Carry_in,Sum_out[3],Car[2]）; A2 （First[2］，Second[2], Car［2］，Sum_out［3]，Car［1]); A3 (First［3],Second[3]，Car［1］,Sum_out[3]，Car[0]）； A4 (First[3］，Second［3］，Car[0]，Sum_out[3]，Carry_out）； else Adderandsubtracter1 bit A1 (First［3],Second［3],Carry_in,Sum_out[3],Car［2]); A2 (First[2]，Second［2］，Car[2］,Sum_out［3]，Car[1]）； A3 （First［3］，Second［3]，Car［1]，Sum_out[3]，Car[0])； A4 （First［3］,Second［3], Car[0］，Sum_out［3］，Carry_out); end end module （3）编译源文件：
F P G A基础知识(总14页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除
（一）查找表LUT和编程方式 第一部分：查找表LUT FPGA是在PAL、GAL、EPLD、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为ASIC领域中的一种半定制电路而出现的，即解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路有限的缺点。由于FPGA需要被反复烧写，它实现组合逻辑的基本结构不可能像ASIC那样通过固定的与非门来完成，而只能采用一种易于反复配置的结构。查找表可以很好地满足这一要求，目前主流FPGA都采用了基于SRAM工艺的查找表结构，也有一些军品和宇航级FPGA采用Flash或者熔丝与反熔丝工艺的查找表结构。通过烧写文件改变查找表内容的方法来实现对FPGA的重复配置。根据数字电路的基本知识可以知道，对于一个n输入的逻辑运算，不管是与或非运算还是异或运算，最多只可能存在2n种结果。所以如果事先将相应的结果存放于一个存贮单元，就相当于实现了与非门电路的功能。FPGA的原理也是如此，它通过烧写文件去配置查找表的内容，从而在相同的电路情况下实现了不同的逻辑功能。 查找表（Look-Up-Table）简称为LUT，LUT本质上就是一个RAM。目前FPGA中多使用4输入的LUT，所以每一个LUT可以看成一个有4位地址线的RAM。当用户通过原理图或HDL语言描述了一个逻辑电路以后，PLD/FPGA开发软件会自动计算逻辑电路的所有可能结果，并把真值表（即结果）事先写入RAM，这样，每输入一个信号进行逻辑运算就等于输入一个地址进行查表，找出地址对应的内容，然后输出即可。 下面给出一个4与门电路的例子来说明LUT实现逻辑功能的原理。例1-1给出一个使用LUT实现4输入与门电路的真值表。 从中可以看到，LUT具有和逻辑电路相同的功能。实际上，LUT具有更快的执行速度和更大的规模。 第二部分：编程方式 由于基于LUT的FPGA具有很高的集成度，其器件密度从数万门到数千万门不等，可以完成极其复杂的时序与逻辑组合逻辑电路功能，所以适用于高速、高密度的高端数字逻辑电路设计领域。其组成部分主要有可编程输入/输出单元、基本可编程逻辑单元、内嵌SRAM、丰富的布线资源、底层嵌入功能单元、内嵌专用单元等，主要设计和生产厂家有Xilinx、Altera、Lattice、Actel、Atmel和QuickLogic等公司，其中最大的是 Xilinx、Altera、Lattice三家。 FPGA是由存放在片内的RAM来设置其工作状态的，因此工作时需要对片内RAM进行编程。用户可根据不同的配置模式，采用不同的编程方式。FPGA有如下几种配置模式： 1、并行模式：并行PROM、Flash配置FPGA； 2、主从模式：一片PROM配置多片FPGA； 3、串行模式：串行PROM配置FPGA；
基于DE2-115开发板的FPGA入门设计实验 1、Lab1: 4位加法器、减法器的设计 1.1 摘要 在文件add_sub里面的工程文件operation_4.v为顶层文件，该顶层文件包含了三个子模块，分别为数码管显示模块，4位带进位的二进制加法器模块和4位带借位的二进制减法器模块，最后通过DE2-115开发板显示实验结果。 1.2 程序 1）add_4bits.v 加法器 module adder_4bits ( input clk, input rst_n, input [3:0] x, input [3:0] y, output reg [3:0] sum, output reg carry_out //溢出位 ); always@(posedge clk or negedge rst_n) begin if(!rst_n)
{carry_out, sum} <= 0; else {carry_out, sum} = x + y; end endmodule 2）substractor_4bits.v减法器module subtractor_4bits ( input clk, input rst_n, input [3:0] x, input [3:0] y, output r eg [3:0] sub, output r eg borrow_out ); always@(posedge clk or negedge rst_n) begin if(!rst_n) {borrow_out, sub} <= 0; else begin
if(x >= y) {borrow_out, sub} = {1'b0, x - y}; else {borrow_out, sub} = {1'b1, x - y}; end end endmodule 3)seg7_lut.v 数码管显示译码模块 module Seg7_lut ( input [3:0] iDIG, output r eg [6:0] oSEG ); always @(iDIG) begin case(iDIG) 4'h1: oSEG = 7'b1111001; // ---t---- 4'h2: oSEG = 7'b0100100; // | | 4'h3: oSEG = 7'b0110000; // lt rt 4'h4: oSEG = 7'b0011001; // | | 4'h5: oSEG = 7'b0010010; // ---m---- 4'h6: oSEG = 7'b0000010; // | |