32位浮点加法器设计

《VLSI电路系统与设计》课程设计报告——32bit_32bit移位相加乘法器A 移位相加乘法器原理无符号二进制移位相加乘法器的基本原理是通过逐项移位相加来实现相乘的，从被乘数的最低为开始，若为1，则乘法左移后与上一次的和相加；若为0，左移后以全零相加，直至被乘数的最高位。

以下以4位二进制数为例进行说明：图1 移位相加乘法器原理图如图所示，就可以实现4位二进制数的相乘。

B 电路结构方案根据移位相加乘法器的基本原理，可以将整个电路划分为四个部分：32右移寄存器，32位加法器，乘1模块，64位锁存器。

原理框图如下所示：图2 移位相加乘法器原理框图在上图中，START信号的上跳沿及其高电平有两个功能，即32位寄存器清零和被乘数A[32:0]向移位寄存器SREG32B加载；它的低电平则作为乘法使能信号。

CLK为乘法时钟信号。

当被乘数被加载于32位右移寄存器SREG32B后，随着每一时钟节拍，最低位在前，由低位至高位逐位移出。

当为1时，与门ANDARITH打开，32位乘数B[32:0]在同一节拍进入32位加法器，与上一次锁存在64位锁存器REG16B中的高32位进行相加，其和在下一时钟节拍的上升沿被锁进此锁存器。

而当被乘数的移出位为0时，与门全零输出。

如此往复，直至32个时钟脉冲后，乘法运算过程中止。

此时REG64B的输出值即为最后的乘积。

此乘法器的优点是节省芯片资源，它的核心元件只是一个32位加法器，其运算速度取决于输入的时钟频率。

一、32位加法器模块的设计加法器模块是由8个四位全加器构成的，4位全加器是采用1位全加器构成的。

对于1位全加器，采用门级描述语言，使用了3个异或门和2个与门来实现的。

(1)1位加法器是采用门级描述语言，生成的库文件如图：仿真结果：图1 功能仿真图2 时序仿真(2)32位全加器32位全加器是采用8个4位全加器构成的，其电路原理图如下：图3-32位全加器原理图仿真结果：图4 功能仿真图5 时序仿真由以上的仿真结果可以看出，所设计电路在在功能上能满足要求，在时序上存在一定的时间延迟。

带有溢出标志的32位加减法器的设计2010012107 季涛加法器是一个非常基本的数字运算电路，经常出现在数字电路的关键路径中。

本次作业实现的加减法器一共要实现五个基本功能：1）求补2）无符号数的加法3）无符号数的减法4）有符号数的加法5）有符号数的减法，同时对应每种功能还要给出对应的溢出标志。

虽然看起来功能有五种，但是核心的模块还是一个32位的加法器。

现在比较流行的加法器结构有很多，从最基本的一位半加器、全加器，到多位的行波进位加法器，曼彻斯特进位链加法器，旁路进位加法器，超前进位加法器，选择进位加法器，到更复杂的更多位的树结构表示的加法器，如Brent-Kung树、Kogge-Stone树等等。

由于想要实现一个速度较快的加法器，所以一般会选择后几种类型的结构，然后我之前的课程里已经实现过了超前进位加法器、Brent-Kung树结构前置进位加法器，所以本次作业我选择了Kogge-Stone树。

它的主要特点是：能获得log2N的级数，每级的扇出为2，代价是级间布线有很多的长线，PG单元更多。

Kogge-Stone树结构图如下：结构框图如下：设计的思路是这样的，求补的话就是对操作数进行取反然后+1，令加法器的一个输入为1，另一个输入为~a即可；无符号数和有符号数的加法的输入是一样的；减法的时候只要对第二个操作数求补即可。

然后溢出标志的获取我是对四种功能分别考虑，无符号数的加法，只有在最高位的进位信号为1的时候表示超过了数的表示范围，溢出信号为1，其余情况都为0；无符号数的减法只有在第一个操作数比第二个操作数小的时候溢出信号为1，其余为0；有符号数的加法只有在两个操作数的符号相同而和的最高位符号与他们不同时为1.其余为0；有符号数的减法只有在两个操作数的符号位不同而差的最高位和第二个操作数符号位相同时为1，其余为0。

这样就基本实现了功能。

总结：第一次作业主要让我又回顾了modelsom、DC等软件的使用方法，时隔一年没用有些东西确实都生疏了，甚至安装modelsim软件、DC综合的过程中也产生了不少问题，好在在同学和助教姐姐的帮助下都克服了困难。

32位浮点加法器设计32位浮点加法器是一种用于计算机中的算术逻辑单元(ALU)，用于执行浮点数的加法运算。

它可以将两个32位浮点数相加，并输出一个32位的结果。

设计一个高效的32位浮点加法器需要考虑多个方面，包括浮点数的表示形式、运算精度、舍入方式、运算逻辑等。

下面将详细介绍32位浮点加法器的设计。

1.浮点数的表示形式：浮点数通常采用IEEE754标准进行表示，其中32位浮点数由三个部分组成：符号位、阶码和尾数。

符号位用来表示浮点数的正负，阶码用来表示浮点数的指数，尾数用来表示浮点数的小数部分。

2.运算精度：在浮点数加法运算中，精度是一个重要的考虑因素。

通常，浮点数加法器采用单精度（32位）进行设计，可以处理较为广泛的应用需求。

如果需要更高的精度，可以考虑使用双精度（64位）浮点加法器。

3.舍入方式：浮点数加法运算中，结果通常需要进行舍入处理。

常见的舍入方式有以下几种：舍入到最近的偶数、舍入向上、舍入向下、舍入到零。

具体的舍入方式可以根据应用需求来确定。

4.运算逻辑：浮点数加法运算涉及到符号位、阶码和尾数的加法。

首先，需要判断两个浮点数的阶码大小，将较小的阶码移到较大的阶码对齐，并相应调整尾数。

然后，将尾数进行相加并进行规格化处理。

最后，根据求和结果的大小，进行溢出处理和舍入操作。

在32位浮点加法器的设计中，还需要考虑到性能和效率。

可以采用流水线技术来提高运算速度，将加法运算划分为多个阶段，并在每个阶段使用并行处理来加速运算。

此外，还可以使用硬件加速器和快速逻辑电路来优化运算过程。

总结起来，设计一个高效的32位浮点加法器需要考虑浮点数的表示形式、运算精度、舍入方式、运算逻辑以及性能和效率。

在实际设计中，还需要根据具体应用需求进行功能扩展和优化。

通过合理的设计和调优，可以实现高性能的浮点加法器，满足不同应用场景的需求。

32位浮点数加法设计仿真实验报告名字：李磊学号：10045116 班级：1004221132位浮点数的IEEE-754格式单精度格式IEEE．754标准规定了单精度浮点数共32位，由三部分组成：23位尾数f，8位偏置指数e，1位符号位s。

将这三部分由低到高连续存放在一个32位的字里，对其进行编码。

其中[22：0]位包含23位的尾数f；[30：23]位包含8位指数e；第31位包含符号s{s[31],e[30:23],f[22:0]}其中偏置指数为实际指数+偏置量，单精度浮点数的偏置量为128，双精度浮点数的偏置量为1024。

规格化的数：由符号位，偏置指数，尾数组成，实际值为1.f乘2的E-128次方非规格化的数：由符号位，非偏置指数，尾数组成，实际值为0.f乘2的E次方特殊的数：0（全为零），+无穷大（指数全为1，尾数为0，符号位为0），-无穷大（指数全为1，尾数为0，符号位为1），NAN（指数全为1，尾数为不全为0）浮点数加法器设计设计思路：1.前端处理，还原尾数2.指数处理，尾数移位，使指数相等3.尾数相加4.尾数规格化处理5.后端处理，输出浮点数具体设计：设计全文：module flowadd(ix, iy, clk, a_en, ost,oz);input ix, iy, clk, a_en;output oz, ost;wire[31:0] ix,iy;reg[31:0] oz;wire clk,ost,a_en;reg[25:0] xm, ym, zm;reg[7:0] xe, ye, ze;reg[2:0] state;parameter start = 3'b000, //设置状态机zerock = 3'b001,exequal = 3'b010,addm = 3'b011,infifl = 3'b100,over = 3'b110;assign ost = (state == over) ? 1 : 0; /*后端处理，输出浮点数*/always@(posedge ost)beginif(a_en)oz <= {zm[25],ze[7:0],zm[22:0]};endalways@(posedge clk) //状态机begincase(state)start: //前端处理，分离尾数和指数，同时还原尾数beginxe <= ix[30:23];xm <= {ix[31],1'b0,1'b1,ix[22:0]};ye <= iy[30:23];ym <= {iy[31],1'b0,1'b1,iy[22:0]};state <= zerock;endzerock:beginif(ix == 0)begin{ze, zm} <= {ye, ym};state <= over;endelseif(iy == 0)begin{ze, zm} <= {xe, xm};state <= over;endelsestate <= exequal;endexequal: //指数处理，使得指数相等beginif(xe == ye)state <= addm;elseif(xe > ye)beginye <= ye + 1;ym[24:0] <= {1'b0, ym[24:1]};if(ym == 0)beginzm <= xm;ze <= xe;state <= over;endelsestate <= exequal;endelsebeginxe <= xe + 1;xm[24:0] <= {1'b0,xm[24:1]};if(xm == 0)beginzm <= ym;ze <= ye;state <= over;endelsestate <= exequal;endendaddm: //带符号位和保留进位的尾数相加beginif ((xm[25]^ym[25])==0)beginzm[25] <= xm[25];zm[24:0] <= xm[24:0]+ym[24:0];endelseif(xm[24:0]>ym[24:0])beginzm[25] <= xm[25];zm[24:0] <=xm[24:0]-ym[24:0];endelsebeginzm[25] <= ym[25];zm[24:0] <=ym[24:0]-xm[24:0];endze <= xe;state <= infifl;endinfifl: //尾数规格化处理beginif(zm[24]==1)beginzm[24:0] <= {1'b0,zm[24:1]};ze <= ze + 1;state <= over;endelseif(zm[23]==0)beginzm[24:0] <= {zm[23:0],1'b0};ze <= ze - 1;state <= infifl;endelsestate <= over;endover:beginstate<= start;enddefault:beginstate<= start;endendcaseendendmodule设计结果仿真仿真结果为41A00000H+41080000H=41E40000H41A00000H=10D,41080000H=4.25D,41E40000H=14.25D,验证成功。

基于改进型选择进位加法器的32位浮点乘法器设计刘容;赵洪深;李晓今【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2013(000)016【摘要】在修正型Booth算法和Wallace树结构以及选择进位加法器的基础上，提出了一种新型32位单精度浮点乘法器结构。

该新型结构通过截断选择进位加法器进位链，缩短了关键路径延时。

传统选择进位加法器每一级加法器的进位选择来自上级的进位输出。

提出的结构可以提前计算出尾数第16位的结果，它与Wallace树输出的相关位比较就可得出来自前一位的进位情况进而快速得到进位选择。

在Altera的EP2C70F896C6器件上，基于该结构实现了一个支持IEEE754浮点标准的4级流水线浮点乘法器，时序仿真表明，该方法将传统浮点乘法器结构关键路径延时由6.4 ns减小到5.9 ns。

%On the basis of the modified Booth encoding,Wallace tree structure and carry-select adder,a new structure of 32-bit float point multiplier is proposed,which can shorten its critical path delay by cutting the carry chain. The carry selection of each level of the carry-select adder comes from the upper carry output. The new structure can produce the 16th bit of the man-tissa. By comparing it with the relative output bit of the Wallace tree,the carry which comes from the former bit can be got to achieve the carry selection. By using the new structure,a 4-stage pipeline float point multiplier supporting IEEE754 standard is implemented on Altera’s FPGA device EP2C70F896C6. Thetime-sequence simulation shows that the critical path delay of the multiplier is 5.9 ns,less than that of the traditional multiplier,which is 6.4 ns.【总页数】4页(P133-136)【作者】刘容;赵洪深;李晓今【作者单位】中国科学院光电技术研究所，四川成都 610209; 中国科学院，北京100049;中国科学院光电技术研究所，四川成都 610209; 中国科学院，北京100049;中国科学院光电技术研究所，四川成都 610209【正文语种】中文【中图分类】TN702-34【相关文献】1.基于选择进位32位加法器的硬件电路实现 [J], 高建卫2.基于改进4-2压缩结构的32位浮点乘法器设计 [J], 邵磊;李昆;张树丹;于宗光;徐睿3.基于改进4—2压缩结构的32位浮点乘法器设计 [J], 邵磊;李昆;张树丹;于宗光;徐睿4.浮点ALU中选择进位复合加法器的优化设计 [J], 王桐;李立健;王东琳5.基于FPGA的32位浮点加法器的设计 [J], 吉伟;黄巾;杨靓;黄士坦因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

32位浮点乘法器的设计与仿真代码一、引言随着计算机科学和技术的不断发展，浮点乘法器在科学计算、图像处理、人工智能等领域中扮演着重要的角色。

本文将详细讨论32位浮点乘法器的设计与仿真代码，并深入探讨其原理和实现方法。

二、浮点数表示在开始设计32位浮点乘法器之前，我们首先需要了解浮点数的表示方法。

浮点数由符号位、阶码和尾数组成，其中符号位表示数的正负，阶码确定数的大小范围，尾数表示数的精度。

三、浮点乘法器的原理浮点乘法器的原理基于乘法运算的基本原理，即将两个数的尾数相乘，并将阶码相加得到结果的阶码。

同时需要考虑符号位的处理和对阶的操作。

下面是32位浮点乘法器的基本原理：1.获取输入的两个浮点数A和B，分别提取出符号位、阶码和尾数。

2.将A和B的尾数相乘，得到乘积P。

3.将A和B的阶码相加，得到结果的阶码。

4.对乘积P进行规格化，即将小数点左移或右移，使其满足规定的位数。

5.对结果的阶码进行溢出判断，若溢出则进行相应的处理。

6.将符号位与结果的阶码和尾数合并，得到最终的浮点乘积。

四、浮点乘法器的设计根据浮点乘法器的原理，我们可以开始进行浮点乘法器的设计。

设计的关键是确定乘法器中各个部件的功能和连接方式。

下面是浮点乘法器的设计要点：1.输入模块：负责接收用户输入的两个浮点数，并提取出符号位、阶码和尾数。

2.乘法模块：负责将两个浮点数的尾数相乘，得到乘积P。

3.加法模块：负责将两个浮点数的阶码相加，得到结果的阶码。

4.规格化模块：负责对乘积P进行规格化操作，使其满足规定的位数。

5.溢出判断模块：负责判断结果的阶码是否溢出，并进行相应的处理。

6.输出模块：负责将符号位、阶码和尾数合并，得到最终的浮点乘积。

五、浮点乘法器的仿真代码为了验证浮点乘法器的设计是否正确，我们需要进行仿真测试。

下面是一段简单的浮点乘法器的仿真代码：module floating_point_multiplier(input wire [31:0] a,input wire [31:0] b,output wire [31:0] result);wire [31:0] mantissa;wire [7:0] exponent;wire sign;// 提取符号位assign sign = a[31] ^ b[31];// 提取阶码assign exponent = a[30:23] + b[30:23];// 尾数相乘assign mantissa = a[22:0] * b[22:0];// 规格化assign {result[30:23], result[22:0]} = {exponent, mantissa};// 处理溢出always @(*)beginif (exponent > 255)result = 32'b0; // 结果溢出为0else if (exponent < 0)result = 32'b0; // 结果溢出为0elseresult[31] = sign;endendmodule六、浮点乘法器的应用浮点乘法器在科学计算、图像处理、人工智能等领域中有着广泛的应用。

基于与非门和D触发器的32位加法器【摘要】这次的课程设计的任务是设计一个输入范围为-（230-1）~（230-1）的加法器。

利用拨码开关输入二进制补码，再将二进制补码转化为串行信号，经过一位全加器后得到计算结果，再将计算结果转化为并行信号输出，并利用LED灯显示计算结果的二进制补码。

本次设计通过开关的闭合和断开来代表电平的高低，继而代表代表1和0来输入所要计算的十进制数的补码。

将并行输入转化为串行输出的模块和将串行输入转化为并行输出的模块是由与非门和D触发器构成的移位寄存器。

但是，这样并不能保证输出的稳定，所以我们在串入并出的移位寄存器的每个输出后面各加了一个D触发器，只有当32位补码全部并出时，D触发器才会触发，将结果显示，其余时候D触发器将保持上一个输出结果。

这样就能确保计算结果的稳定显示。

而控制并入串出信号的加载和最后结果稳定显示的控制电路是由与非门和D触发器构成的模32计数器，每次计32个时钟上升沿时便会产生一个上升沿。

用来控制移位寄存器移位动作和计数器的时钟信号，是由NE555电路产生的1KHz的脉冲信号。

【关键词】32位加法器：移位寄存器；计数器；NE555一、设计目的与要求1、设计目的1）掌握计数器、移位寄存器的电路设计与工作原理。

2）学会分析各模块之间的时延关系，并调节各个模块之间的时延关系。

3）掌握信号并入串出和串入并出的工作原理。

4）了解时钟信号的产生。

2、设计要求设计一个输入范围为-（230-1）~（230-1）的加法器。

具体要求如下：1）只能使用与非门和D触发器。

2）用两组拨码开关分别输入两个加数的二进制补码。

3）用二极管稳定显示计算结果的二进制补码。

4）利用Multisim设计仿真。

二、设计思路我们将加法器可以分为3级：第一级是并入串出模块；第二级是加法运算模块（一位全加器）；第三级是串入并出模块。

第一级模块负责将拨码快关的并行输入转化为串行输出，作为第二级输入，输入到第二级加法运算模块，得到一个串行输出的计算结果，将该结果作为第三级输入，再由第三级模块转化为并行输出，最后由LED显示。

课程名称 EDA 学院电信专业电信班级三班学号姓名指导老师目录第一章、题目 (3)第二章、设计步骤 (4)第三章、设计心得 (40)第四章、参考文献 (41)第一章题目应用VHDL引用LPM库设计32位加法器。

要求在Quartus II软件，利用VHDL完成层次式电路设计，电路中的元件可以用VHDL设计也可以用库元件连线构成再封装。

借助EDA工具中的综合器，适配器，时序仿真器和编程器等工具进行相应处理。

输入方法不限制。

适配元件不限制。

要求综合出RTL电路，并进行仿真输入波形设计并分析电路输出波形。

第二章设计步骤新建工程输入设计项目并存盘：利用lpm_add_sub函数。

参数设定：引脚分配：程序清单：OPTIONS NAME_SUBSTITUTION = ON;INCLUDE "addcore";INCLUDE "look_add";INCLUDE "bypassff";INCLUDE "altshift";INCLUDE "alt_stratix_add_sub";INCLUDE "alt_mercury_add_sub";PARAMETERS(LPM_WIDTH,LPM_REPRESENTATION = "SIGNED",LPM_DIRECTION = "DEFAULT", -- controlled by add_sub portONE_INPUT_IS_CONSTANT = "NO",LPM_PIPELINE = 0,MAXIMIZE_SPEED = 5,REGISTERED_AT_END = 0,OPTIMIZE_FOR_SPEED = 5,USE_CS_BUFFERS = 1,CARRY_CHAIN = "IGNORE",CARRY_CHAIN_LENGTH = 32,DEVICE_FAMILY,USE_WYS = "OFF",STYLE = "NORMAL",CBXI_PARAMETER = "NOTHING");INCLUDE ""; % device family definitions %FUNCTION @CBXI_PARAMETER (aclr, add_sub, cin, clken, clock, dataa[LPM_WIDTH-1..0], datab[LPM_WIDTH-1.RETURNS (cout, overflow, result[LPM_WIDTH-1..0]);-- a useful macroDEFINE MIN(a, b) = a < b ? a : b;-- LPM_PIPELINE became the new name for LATENCY. Will keep LATENCY in the code.CONSTANT LATENCY = LPM_PIPELINE;-- Determine the effective speed (vs. size) optimization factor: If The local-- param is used, take it as the effective value, otherwise use the global value CONSTANT SPEED_MAX_FACTOR = USED(MAXIMIZE_SPEED) ?MAXIMIZE_SPEED : OPTIMIZE_FOR_SPEED;-- Internal and external latencyCONSTANT LAST_STAGE_INDEX = (REGISTERED_AT_END == 1) ? 1 : 0; CONSTANT INT_STAGES_NUM = LATENCY + 1 - LAST_STAGE_INDEX; CONSTANT INT_LATENCY = (LATENCY == 0) ? 1 : MIN(LPM_WIDTH, INT_STAGES_NUM);CONSTANT EXT_LATENCY = (LATENCY > LPM_WIDTH) ? (LATENCY - LPM_WIDTH) : 0;CONSTANT REG_LAST_ADDER = ((LATENCY >= LPM_WIDTH) # (REGISTERED_AT_END == 1)) ? 1 : 0;DEFINE OVFLOW_EXTRA_DEPTH() = (LPM_REPRESENTATION == "SIGNED" #LPM_REPRESENTATION == "UNSIGNED" & USED(add_sub)) ? REG_LAST_ADDER :-- Partial adders (for pipelined cases)CONSTANT RWIDTH = LPM_WIDTH MOD INT_LATENCY; -- # of adders on the right sideCONSTANT LWIDTH = INT_LATENCY - RWIDTH; -- # of adders on the left sideCONSTANT SUB_WIDTH1 = FLOOR(LPM_WIDTH DIV INT_LATENCY); -- Width of right-side addersCONSTANT SUB_WIDTH0 = SUB_WIDTH1 + 1; -- Width of left-side adders-- =====================================================-- Look-ahead adder section-- =====================================================-- Number of 8-bit adder blocks in carry-look-ahead casesCONSTANT LOOK_AHEAD_BLOCK_SIZE = 8;CONSTANT BLOCKS = CEIL(LPM_WIDTH DIV LOOK_AHEAD_BLOCK_SIZE);-- Will use the look-ahead adder?CONSTANT USE_LOOK_AHEAD = -(!((LPM_WIDTH < LOOK_AHEAD_BLOCK_SIZE) #((FAMILY_FLEX() == 1) &(USE_CARRY_CHAINS() # (!USE_CARRY_CHAINS() & SPEED_MAX_FACTOR <=(!(FAMILY_FLEX() == 1) &(STYLE == "NORMAL" & SPEED_MAX_FACTOR <= 5))));DEFINE CBX_FAMILY() = ((FAMILY_STRATIXII() == 1 #FAMILY_CYCLONEII() == 1) ? 1 : 0);SUBDESIGN lpm_add_sub(dataa[LPM_WIDTH-1..0] : INPUT = GND;datab[LPM_WIDTH-1..0] : INPUT = GND;cin : INPUT = GND;add_sub : INPUT = VCC;clock : INPUT = GND;aclr : INPUT = GND;clken : INPUT = VCC;result[LPM_WIDTH-1..0] : OUTPUT;cout : OUTPUT;overflow : OUTPUT;)V ARIABLEIF CBX_FAMILY() == 1 & CBXI_PARAMETER != "NOTHING" GENERATE auto_generated : @CBXI_PARAMETER WITH ( CBXI_PARAMETER = "NOTHING" );ELSE GENERATE-- Use wysiwyg implementation for mercury if USE_WYS option is turned on IF FAMILY_MERCURY() == 1 & USE_WYS == "ON" GENERATEmercury_adder : alt_mercury_add_sub WITH(LPM_WIDTH = LPM_WIDTH,LPM_REPRESENTATION = LPM_REPRESENTATION,LPM_DIRECTION = LPM_DIRECTION,ONE_INPUT_IS_CONSTANT = ONE_INPUT_IS_CONSTANT,LPM_PIPELINE = LPM_PIPELINE,MAXIMIZE_SPEED = MAXIMIZE_SPEED,REGISTERED_AT_END = REGISTERED_AT_END,OPTIMIZE_FOR_SPEED = OPTIMIZE_FOR_SPEED,USE_CS_BUFFERS = USE_CS_BUFFERS,CARRY_CHAIN_LENGTH = CARRY_CHAIN_LENGTH,STYLE = STYLE);ELSE GENERATE-- Use wysisyg implementation for stratix if USE_WYS is ON or add_sub signal is usedIF FAMILY_STRATIX() == 1 & (USE_WYS == "ON" # USED(add_sub)) & (USE_CARRY_CHAINS()) GENERATEstratix_adder : alt_stratix_add_sub WITH(LPM_WIDTH = LPM_WIDTH,LPM_REPRESENTATION = LPM_REPRESENTATION,LPM_DIRECTION = LPM_DIRECTION,ONE_INPUT_IS_CONSTANT = ONE_INPUT_IS_CONSTANT,LPM_PIPELINE = LPM_PIPELINE,MAXIMIZE_SPEED = MAXIMIZE_SPEED,REGISTERED_AT_END = REGISTERED_AT_END,OPTIMIZE_FOR_SPEED = OPTIMIZE_FOR_SPEED,USE_CS_BUFFERS = USE_CS_BUFFERS,CARRY_CHAIN_LENGTH = CARRY_CHAIN_LENGTH,STYLE = STYLE);ELSE GENERATEIF INT_LATENCY > 1 GENERATE-- carry-in nodecin_node : NODE;cout_node : NODE;unreg_cout_node : NODE;-- datab[] nodesIF (FAMILY_FLEX() == 1) GENERATEIF (USE_CARRY_CHAINS()) GENERATEIF USED(add_sub) & ONE_INPUT_IS_CONSTANT == "NO" GENERATEdatab_node[LPM_WIDTH-1..0] : LCELL;ELSE GENERATEdatab_node[LPM_WIDTH-1..0] : NODE;END GENERATE;ELSE GENERATEIF USED(add_sub) & ONE_INPUT_IS_CONSTANT == "NO" GENERATEdatab_node[LPM_WIDTH-1..0] : SOFT;ELSE GENERATEdatab_node[LPM_WIDTH-1..0] : NODE;END GENERATE;END GENERATE;ELSE GENERATEIF USED(add_sub) & ONE_INPUT_IS_CONSTANT == "NO" GENERATEdatab_node[LPM_WIDTH-1..0] : SOFT;ELSE GENERATEdatab_node[LPM_WIDTH-1..0] : SOFT;END GENERATE;END GENERATE;IF (LPM_REPRESENTATION == "UNSIGNED" & LPM_DIRECTION != "SUB") & USED(add_sub) GENERATEadd_sub_ff[INT_LATENCY-2..0] : bypassff WITH (WIDTH = 1);END GENERATE;------------------------------------------------ cases where pipeline structure is needed ------------------------------------------------IF !(FAMILY_FLEX() == 1) GENERATE------------------------------------ Non-FLEX cases------------------------------------ if a nonhomogenous adder, generate the longer (right side) addersIF RWIDTH > 0 GENERATEadder0[RWIDTH-1..0] : addcore WITH (WIDTH = SUB_WIDTH0,DIRECTION = "ADD",USE_CS_BUFFERS = USE_CS_BUFFERS);datab0_ff[INT_LATENCY-1..0][RWIDTH-1..0] : bypassffWITH (WIDTH = SUB_WIDTH0);END GENERATE;-- generate the shorter (left side) addersadder1[LWIDTH-1..0] : addcore WITH (WIDTH = SUB_WIDTH1,DIRECTION = "ADD",USE_CS_BUFFERS = USE_CS_BUFFERS);datab1_ff[INT_LATENCY-1..0][LWIDTH-1..0] : bypassff WITH (WIDTH = SUB_WIDTH1);-- dataa pipeline registersdataa_ff[INT_LATENCY-2..0] : bypassff WITH (WIDTH = LPM_WIDTH);ELSE GENERATE------------------------------------------------ FLEX cases -------------------------------------------------- if a nonhomogenous adder, generate the longer (right side) addersIF RWIDTH > 0 GENERATEadder0[RWIDTH-1..0] : addcore WITH (WIDTH = SUB_WIDTH0 + 1,DIRECTION = "ADD",USE_CS_BUFFERS = USE_CS_BUFFERS);IF RWIDTH > 1 GENERATEadder0_0[RWIDTH-1..1] : addcore WITH (WIDTH = SUB_WIDTH0 + 1,DIRECTION = "ADD",USE_CS_BUFFERS = USE_CS_BUFFERS);END GENERATE;adder1[LWIDTH-1..0] : addcore WITH (WIDTH = SUB_WIDTH1 + 1,DIRECTION = "ADD",USE_CS_BUFFERS = USE_CS_BUFFERS);adder1_0[LWIDTH-1..0] : addcore WITH (WIDTH = SUB_WIDTH1 + 1,DIRECTION = "ADD",USE_CS_BUFFERS = USE_CS_BUFFERS);datab0_ff[INT_LATENCY-1..0][RWIDTH-1..0] : bypassff WITH (WIDTH = SUB_WIDTH0+1);ELSE GENERATEadder1[LWIDTH-1..0] : addcore WITH (WIDTH = SUB_WIDTH1 + 1,DIRECTION = "ADD",USE_CS_BUFFERS = USE_CS_BUFFERS);IF LWIDTH > 1 GENERATEadder1_0[LWIDTH-1..1] : addcore WITH (WIDTH = SUB_WIDTH1 + 1,DIRECTION = "ADD",USE_CS_BUFFERS = USE_CS_BUFFERS);END GENERATE;END GENERATE;datab1_ff[INT_LATENCY-1..0][LWIDTH-1..0] : bypassff WITH (WIDTH = SUB_WIDTH1+1);IF LPM_REPRESENTATION == "SIGNED" GENERATEsign_ff[INT_LATENCY-2..0] : bypassff WITH (WIDTH = 2);END GENERATE;END GENERATE;ELSE GENERATE------------------------------------ non-pipelined adder cases -------------------------------------- Will use a look-ahead type adder for FLEX/NORMAL with SPEED_MAX_FACTOR > 5 or-- MAX/FAST cases. Will use a ripple type adder for all other cases.IF USED(clock) # (USE_LOOK_AHEAD == 0) GENERATEadder : addcore WITH (WIDTH = LPM_WIDTH, DIRECTION = LPM_DIRECTION,REPRESENTATION = LPM_REPRESENTATION,USE_CS_BUFFERS = USE_CS_BUFFERS);cout_node : NODE;oflow_node : NODE;ELSE GENERATEcin_node : NODE;cout_node : NODE;oflow_node : NODE;datab_node[LPM_WIDTH-1..0] : SOFT;adder[BLOCKS-1..0] : addcore WITH (WIDTH = 8,DIRECTION = "DEFAULT",USE_CS_BUFFERS = USE_CS_BUFFERS);look_ahead_unit : look_add WITH (WIDTH = BLOCKS);END GENERATE;END GENERATE;result_node [LPM_WIDTH-1..0] : NODE;result_ext_latency_ffs : altshift WITH (WIDTH = LPM_WIDTH,DEPTH = EXT_LATENCY);carry_ext_latency_ffs : altshift WITH (WIDTH = 1,DEPTH = EXT_LATENCY);oflow_ext_latency_ffs : altshift WITH (WIDTH = 1,DEPTH = EXT_LATENCY);END GENERATE; -- stratixEND GENERATE; --mercuryEND GENERATE; -- StratixIIBEGINASSERT REPORT "LPM_WIDTH = %" LPM_WIDTH SEVERITY DEBUG;ASSERT REPORT "LATENCY = %" LATENCY SEVERITY DEBUG;ASSERT REPORT "LWIDTH = %" LWIDTH SEVERITY DEBUG;ASSERT REPORT "RWIDTH = %" RWIDTH SEVERITY DEBUG;ASSERT REPORT "INT_LATENCY = %" INT_LATENCY SEVERITY DEBUG;ASSERT REPORT "EXT_LATENCY = %" EXT_LATENCY SEVERITY DEBUG;ASSERT REPORT "SUB_WIDTH1 = %" SUB_WIDTH1 SEVERITY DEBUG;ASSERT (LPM_REPRESENTATION == "SIGNED" # LPM_REPRESENTATION == "UNSIGNED")REPORT "Illegal value for LPM_REPRESENTATION parameter (""%"") -- value must be ""SIGNED"LPM_REPRESENTATIONSEVERITY ERRORHELP_ID LPM_ADD_SUB_REPRESENTATION;ASSERT (LPM_WIDTH > 0)REPORT "LPM_WIDTH parameter value must be greater than 0"SEVERITY ERRORHELP_ID LPM_ADD_SUB_WIDTH;ASSERT (USED(clock) ? LATENCY > 0 : LATENCY == 0)REPORT "Value of LPM_PIPELINE parameter must be greater than 0 if clock input is used andSEVERITY ERRORHELP_ID LPM_ADD_SUB_CLOCK_WITHOUT_LATENCY;ASSERT (LATENCY <= LPM_WIDTH)REPORT "Value of LPM_PIPELINE parameter (%) should be lower -- use % for best performanceSEVERITY INFOHELP_ID LPM_ADD_SUB_CLOCK_LATENCY_V ALUE;ASSERT (LPM_WIDTH > 0)REPORT "Value of LPM_WIDTH parameter must be greater than 0"SEVERITY ERRORHELP_ID LPM_ADD_SUB_WIDTH2;ASSERT (LPM_REPRESENTATION == "UNSIGNED" # LPM_REPRESENTATION == "SIGNED")REPORT "Illegal value for LPM_REPRESENTATION parameter (%) -- value must be UNSIGNED (theLPM_REPRESENTATIONSEVERITY ERRORHELP_ID LPM_ADD_SUB_REPRESENTATION2;ASSERT (ONE_INPUT_IS_CONSTANT == "YES" # ONE_INPUT_IS_CONSTANT == "NO")REPORT "Illegal value for ONE_INPUT_IS_CONSTANT parameter (%) -- value must be YES or NOONE_INPUT_IS_CONSTANTSEVERITY ERRORHELP_ID LPM_ADD_SUB_ICONSTANT;ASSERT (LPM_DIRECTION == "DEFAULT" # LPM_DIRECTION == "ADD" # LPM_DIRECTION == "SUB")REPORT "Illegal value for LPM_DIRECTION parameter (%) -- value must be ADD, SUB, or DEFAULPM_DIRECTIONSEVERITY ERRORHELP_ID LPM_ADD_SUB_DIRECTION;ASSERT (LPM_DIRECTION == "DEFAULT" # USED(add_sub) == 0)REPORT "Value of LPM_DIRECTION parameter (%) is not consistent with the use of the add_suLPM_DIRECTIONSEVERITY ERRORHELP_ID LPM_ADD_SUB_DIRECTION_ADD_SUB;-- The next assertion is not implemented because MAX+PLUS II implementation -- differs from the LPM standard. Both overflow and cout are allowed-- in MAX+PLUS II.-- ASSERT (USED(overflow) == 0 # USED(cout) == 0)-- REPORT "Can't use overflow port if cout port is used"-- SEVERITY ERROR-- HELP_ID LPM_ADD_SUB_OVERCOUT;ASSERT (FAMILY_IS_KNOWN() == 1)REPORT "Megafunction lpm_add_sub does not recognize the current device family (%) -- ensure tDEVICE_FAMILYSEVERITY WARNINGHELP_ID LPM_ADD_SUB_FAMILY_UNKNOWN;IF CBX_FAMILY() == 1 & CBXI_PARAMETER != "NOTHING" GENERATE IF USED(aclr) GENERATE= aclr;END GENERATE;IF USED(add_sub) GENERATE= add_sub;END GENERATE;IF USED(cin) GENERATE= cin;END GENERATE;IF USED(clken) GENERATE= clken;END GENERATE;IF USED(clock) GENERATE= clock;END GENERATE;IF USED(cout) GENERATEcout = ;END GENERATE;IF USED(dataa) GENERATE[] = dataa[];END GENERATE;IF USED(datab) GENERATE[] = datab[];END GENERATE;IF USED(overflow) GENERATEoverflow = ;END GENERATE;IF USED(result) GENERATEresult[] = [];END GENERATE;ELSE GENERATE------------------------------------------------------------------------ mercury wysiwyg adderIF FAMILY_MERCURY() == 1 & USE_WYS == "ON" GENERATE result[] = [];IF USED (cout) GENERATEcout = ;END GENERATE;IF USED(overflow) GENERATEoverflow = ;END GENERATE;[] = dataa[];[] = datab[];IF USED(cin) GENERATE= cin;END GENERATE;IF USED(clock) GENERATE= clock;END GENERATE;IF USED(aclr) GENERATE= aclr;END GENERATE;IF USED(clken) GENERATE= clken;END GENERATE;IF USED(add_sub) GENERATE= add_sub;END GENERATE;ELSE GENERATE-- stratix wysisyg adderIF FAMILY_STRATIX() == 1 & (USE_WYS == "ON" # USED(add_sub)) & (USE_CARRY_CHAINS()) GENERATEresult[] = [];IF USED(cout) GENERATEcout = ;END GENERATE;IF USED(overflow) GENERATEoverflow = ;END GENERATE;[] = dataa[];[] = datab[];IF USED(cin) GENERATE= cin;END GENERATE;IF USED(clock) GENERATE= clock;END GENERATE;IF USED(aclr) GENERATE= aclr;END GENERATE;IF USED(clken) GENERATE= clken;END GENERATE;IF USED(add_sub) GENERATE= add_sub;END GENERATE;ELSE GENERATE-- default addcore adderIF INT_LATENCY > 1 GENERATEIF USED(cin) GENERATEcin_node = cin;ELSE GENERATEIF LPM_DIRECTION == "SUB" GENERATEcin_node = VCC;ELSE GENERATEcin_node = !add_sub;END GENERATE;END GENERATE;IF (LPM_REPRESENTATION == "UNSIGNED" & LPM_DIRECTION != "SUB") & USED(add_sub) GENERATEadd_sub_ff[0].d[0] = add_sub;IF INT_LATENCY > 2 GENERATEadd_sub_ff[INT_LATENCY-2..1].d[0] = add_sub_ff[INT_LATENCY-3..0].q[0];END GENERATE;add_sub_ff[].(clk, clrn, ena) = (clock, !aclr, clken);END GENERATE;IF LPM_DIRECTION == "SUB" GENERATEdatab_node[] = !datab[];ELSE GENERATEIF USED(add_sub) GENERATEdatab_node[] = datab[] $ !add_sub;ELSE GENERATEdatab_node[] = datab[];END GENERATE;END GENERATE;IF !(FAMILY_FLEX() == 1) GENERATE------------------------------------------------ non-FLEX cases------------------------------------------------ clock connections-- adders clock/aclr/clken/add_sub connectionsIF RWIDTH > 0 GENERATEadder0[RWIDTH-1..0].(clock, aclr, clken) = (clock, aclr, clken);IF (LWIDTH > 1) GENERATEadder1[LWIDTH-2..0].(clock, aclr, clken) = (clock, aclr, clken);END GENERATE;ELSE GENERATEIF LWIDTH > 1 GENERATEadder1[LWIDTH-2..0].(clock, aclr, clken) = (clock, aclr, clken);END GENERATE;END GENERATE;IF REG_LAST_ADDER == 1 GENERATEadder1[LWIDTH-1].(clock, aclr, clken) = (clock, aclr, clken);END GENERATE;dataa_ff[].(clk, clrn, ena) = (clock, !aclr, clken);IF RWIDTH > 0 GENERATEIF RWIDTH > 1 GENERATEdatab0_ff[0][RWIDTH-1..1].(clk, clrn, ena) = (clock, !aclr, clken);END GENERATE;datab1_ff[0][LWIDTH-1..0].(clk, clrn, ena) = (clock, !aclr, clken);ELSE GENERATEdatab1_ff[0][LWIDTH-1..1].(clk, clrn, ena) = (clock, !aclr, clken);END GENERATE;--carry_ff[INT_LATENCY-2..0].(clk, clrn, ena) = (clock, !aclr, clken);-- dataa connections as we have intermediate subaddersdataa_ff[0].d[] = dataa[];IF INT_LATENCY > 2 GENERATEdataa_ff[INT_LATENCY-2..1].d[] = dataa_ff[INT_LATENCY-3..0].q[];END GENERATE;-- datab input connectionsIF RWIDTH > 0 GENERATEIF RWIDTH > 1 GENERATEFOR I IN 1 TO RWIDTH-1 GENERATEdatab0_ff[0][I].d[] = datab_node[(I+1)*SUB_WIDTH0-1..I*SUB_WIDTH0];END GENERATE;END GENERATE;FOR I IN 0 TO LWIDTH-1 GENERATEdatab1_ff[0][I].d[] = datab_node[(I+1)*SUB_WIDTH1+RWIDTH*SUB_WIDTH0-1..I*SUB_WIDTH1+RWIDTH*SUB_WIDTH0];END GENERATE;ELSE GENERATEIF LWIDTH > 1 GENERATEFOR I IN 1 TO LWIDTH-1 GENERATEdatab1_ff[0][I].d[] = datab_node[(I+1)*SUB_WIDTH1-1..I*SUB_WIDTH1];END GENERATE;END GENERATE;END GENERATE;-- some adder connectionsIF RWIDTH > 0 GENERATE-- The nonhomogeneous adder case. Note that with RWIDTH > 0,-- INT_LATENCY must have been > 1.-- longer (right hand side) adder(s) connection(s)-- the upper right-most adder is connected to the input nodesadder0[0].dataa[] = dataa[SUB_WIDTH0-1..0];adder0[0].datab[] = datab_node[SUB_WIDTH0-1..0];adder0[0].cin = cin_node;-- if more than one right-side adder, make the input and carry connectionsIF RWIDTH > 1 GENERATEFOR I IN 1 TO RWIDTH-1 GENERATEadder0[I].dataa[] = dataa_ff[I-1].q[(I+1)*SUB_WIDTH0-1..I*SUB_WIDTH0];adder0[I].datab[] = datab0_ff[I-1][I].q[];adder0[I].cin = adder0[I-1].cout;END GENERATE;END GENERATE;-- first left-hand-side adder connectionsadder1[0].dataa[] = dataa_ff[RWIDTH-1].q[SUB_WIDTH1+RWIDTH*SUB_WIDTH0-1..RWIDTH*SU adder1[0].datab[] = datab1_ff[RWIDTH-1][0].q[];adder1[0].cin = adder0[RWIDTH-1].cout;ELSE GENERATE-- case with homogeneous addersadder1[0].dataa[] = dataa[SUB_WIDTH1-1..0];adder1[0].datab[] = datab_node[SUB_WIDTH1-1..0];adder1[0].cin = cin_node;END GENERATE;-- more connections if more than 1 left-hand-side adders existIF LWIDTH > 1 GENERATEFOR I IN 1 TO LWIDTH-1 GENERATEadder1[I].dataa[] = dataa_ff[I+RWIDTH-1].q[(I+1)*SUB_WIDTH1+RWIDTH*SUB_WIDTH0-1..I*SUB_WIDTH1+RWIDTH*SUB_WIDTH0];adder1[I].datab[] = datab1_ff[I+RWIDTH-1][I].q[];END GENERATE;adder1[LWIDTH-1..1].cin = adder1[LWIDTH-2..0].cout;END GENERATE;IF USED(cout) # USED(overflow) GENERATEcout_node = adder1[LWIDTH-1].cout;unreg_cout_node = adder1[LWIDTH-1].unreg_cout;ELSE GENERATEcout_node = GND;unreg_cout_node = GND;END GENERATE;ELSE GENERATE------------------------------------------------ FLEX cases -------------------------------------------------- adders clock/aclr/clken/add_sub connectionsIF RWIDTH > 0 GENERATEadder0[RWIDTH-1..0].(clock, aclr, clken) = (clock, aclr, clken);IF RWIDTH > 1 GENERATEadder0_0[RWIDTH-1..1].(clock, aclr, clken) = (clock, aclr, clken);END GENERATE;IF (LWIDTH > 1) GENERATEadder1[LWIDTH-2..0].(clock, aclr, clken) = (clock, aclr, clken);END GENERATE;adder1_0[LWIDTH-1..0].(clock, aclr, clken) = (clock, aclr, clken);ELSE GENERATEIF LWIDTH > 1 GENERATEadder1[LWIDTH-2..0].(clock, aclr, clken) = (clock, aclr, clken);adder1_0[LWIDTH-1..1].(clock, aclr, clken) = (clock, aclr, clken);END GENERATE;END GENERATE;IF REG_LAST_ADDER == 1 GENERATEadder1[LWIDTH-1].(clock, aclr, clken) = (clock, aclr, clken);END GENERATE;IF LPM_REPRESENTATION == "SIGNED" GENERATEsign_ff[INT_LATENCY-2..0].(clk, clrn, ena) = (clock, !aclr, clken);END GENERATE;-- dataa & datab input connectionsIF RWIDTH > 0 GENERATEIF RWIDTH > 1 GENERATEFOR I IN 1 TO RWIDTH-1 GENERATEadder0_0[I].dataa[SUB_WIDTH0-1..0] = dataa[(I+1)*SUB_WIDTH0-1..I*SUB_WIDTH0];adder0_0[I].datab[SUB_WIDTH0-1..0] = datab_node[(I+1)*SUB_WIDTH0-1..I*SUB_WIDdatab0_ff[0][I].d[] = adder0_0[I].result[];END GENERATE;END GENERATE;FOR I IN 0 TO LWIDTH-1 GENERATEadder1_0[I].dataa[SUB_WIDTH1-1..0] = dataa[(I+1)*SUB_WIDTH1+RWIDTH*SUB_WIDTH0-1..I*SUB_WIDTH1+RWIDTH*SUB_WIDTH0];adder1_0[I].datab[SUB_WIDTH1-1..0] = datab_node[(I+1)*SUB_WIDTH1+RWIDTH*SUB_WIDTHI*SUB_WIDTH1+RWIDTH*SUB_WIDTH0];datab1_ff[0][I].d[] = adder1_0[I].result[];END GENERATE;ELSE GENERATEIF LWIDTH > 1 GENERATEFOR I IN 1 TO LWIDTH-1 GENERATEadder1_0[I].dataa[SUB_WIDTH1-1..0] = dataa[(I+1)*SUB_WIDTH1-1..I*SUB_WIDTH1];adder1_0[I].datab[SUB_WIDTH1-1..0] = datab_node[(I+1)*SUB_WIDTH1-1..I*SUB_WIDdatab1_ff[0][I].d[] = adder1_0[I].result[];END GENERATE;END GENERATE;END GENERATE;-- adder and bypass nodes connectionsIF RWIDTH > 0 GENERATE-- The nonhomogeneous adder case. Note that with RWIDTH > 0,-- INT_LATENCY must have been > 1.-- longer (right hand side) adder(s) connection(s)-- the upper right-most adder is connected to the input nodesadder0[0].dataa[SUB_WIDTH0-1..0] = dataa[SUB_WIDTH0-1..0];adder0[0].datab[SUB_WIDTH0-1..0] = datab_node[SUB_WIDTH0-1..0];adder0[0].cin = cin_node;-- if more than one right-side adder, make the input and carry connectionsIF RWIDTH > 1 GENERATEFOR I IN 1 TO RWIDTH-1 GENERATEadder0[I].dataa[0] = adder0[I-1].result[SUB_WIDTH0];adder0[I].datab[] = datab0_ff[I-1][I].q[];END GENERATE;END GENERATE;-- first left-hand-side adder connectionsadder1[0].dataa[0] = adder0[RWIDTH-1].result[SUB_WIDTH0];adder1[0].datab[] = datab1_ff[RWIDTH-1][0].q[];ELSE GENERATE-- case with homogeneous addersadder1[0].dataa[SUB_WIDTH1-1..0] = dataa[SUB_WIDTH1-1..0];adder1[0].datab[SUB_WIDTH1-1..0] = datab_node[SUB_WIDTH1-1..0];adder1[0].cin = cin_node;END GENERATE;-- more connections if more than 1 left-hand-side adders existIF LWIDTH > 1 GENERATEFOR I IN 1 TO LWIDTH-1 GENERATEadder1[I].dataa[0] = adder1[I-1].result[SUB_WIDTH1];adder1[I].datab[] = datab1_ff[I+RWIDTH-1][I].q[];END GENERATE;END GENERATE;IF LPM_REPRESENTATION == "SIGNED" GENERATEsign_ff[0].d[] = (dataa[LPM_WIDTH-1], datab_node[LPM_WIDTH-1]);IF INT_LATENCY > 2 GENERATEFOR I IN 1 TO INT_LATENCY-2 GENERATEsign_ff[I].d[] = sign_ff[I-1].q[];END GENERATE;END GENERATE;END GENERATE;IF USED(cout) # USED(overflow) GENERATEcout_node = adder1[LWIDTH-1].result[SUB_WIDTH1];unreg_cout_node = adder1[LWIDTH-1].unreg_result[SUB_WIDTH1];ELSE GENERATEcout_node = GND;unreg_cout_node = GND;END GENERATE;END GENERATE;---------------------------- datab_ff connections ----------------------------IF RWIDTH > 0 GENERATE-- first quadrant connectionsFOR I IN 0 TO RWIDTH-1 GENERATEdatab0_ff[I][I].d[] = adder0[I].result[];END GENERATE;IF RWIDTH > 1 GENERATEIF RWIDTH > 2 GENERATEFOR I IN 1 TO RWIDTH-2 GENERATEdatab0_ff[I][RWIDTH-1..(I+1)].d[] = datab0_ff[I-1][RWIDTH-1..(I+1)].q[];datab0_ff[I][RWIDTH-1..(I+1)].(clk, clrn, ena) = (clock, !aclr, clken);END GENERATE;END GENERATE;FOR I IN 1 TO RWIDTH-1 GENERATEdatab0_ff[I][I-1..0].d[] = datab0_ff[I-1][I-1..0].q[];datab0_ff[I][I-1..0].(clk, clrn, ena) = (clock, !aclr, clken);END GENERATE;END GENERATE;-- fourth quadrant connectionsFOR I IN RWIDTH TO INT_LATENCY-1 GENERATEdatab0_ff[I][RWIDTH-1..0].d[] = datab0_ff[I-1][RWIDTH-1..0].q[];END GENERATE;IF (INT_LATENCY - RWIDTH) > 1 GENERATEFOR I IN RWIDTH TO INT_LATENCY-2 GENERATEdatab0_ff[I][RWIDTH-1..0].(clk, clrn, ena) = (clock, !aclr, clken);END GENERATE;END GENERATE;IF REG_LAST_ADDER == 1 GENERATEdatab0_ff[INT_LATENCY-1][].(clk, clrn, ena) = (clock, !aclr, clken);END GENERATE;-- second quadrant connectionsIF RWIDTH > 1 GENERATEFOR I IN 1 TO RWIDTH-1 GENERATEdatab1_ff[I][LWIDTH-1..0].d[] = datab1_ff[I-1][LWIDTH-1..0].q[];datab1_ff[I][LWIDTH-1..0].(clk, clrn, ena) = (clock, !aclr, clken);END GENERATE;END GENERATE;-- datab1_ff interface between second and third quadrantsIF LWIDTH >1 GENERATEdatab1_ff[RWIDTH][LWIDTH-1..1].d[] = datab1_ff[RWIDTH-1][LWIDTH-1..1].q[];datab1_ff[RWIDTH][LWIDTH-1..1].(clk, clrn, ena) = (clock, !aclr, clken);END GENERATE;END GENERATE;-- third quadrant connectionsFOR I IN 0 TO LWIDTH-1 GENERATEdatab1_ff[I+RWIDTH][I].d[] = adder1[I].result[];END GENERATE;IF LWIDTH > 1 GENERATEFOR I IN 1 TO LWIDTH-1 GENERATEdatab1_ff[I+RWIDTH][I-1..0].d[] = datab1_ff[I+RWIDTH-1][I-1..0].q[];END GENERATE;IF LWIDTH > 2 GENERATEFOR I IN 1 TO LWIDTH-2 GENERATEdatab1_ff[I+RWIDTH][I-1..0].(clk, clrn, ena) = (clock, !aclr, clken);END GENERATE;FOR I IN 1 TO LWIDTH-2 GENERATEdatab1_ff[I+RWIDTH][LWIDTH-1..I+1].d[] =datab1_ff[I+RWIDTH-1][LWIDTH-1..I+1].q[]datab1_ff[I+RWIDTH][LWIDTH-1..I+1].(clk, clrn, ena) = (clock, !aclr, clken);END GENERATE;END GENERATE;IF REG_LAST_ADDER == 1 GENERATEdatab1_ff[INT_LATENCY-1][LWIDTH-2..0].(clk, clrn, ena) = (clock, !aclr, clken);END GENERATE;END GENERATE;-- connections of last row to output nodes-- right sectionIF RWIDTH > 0 GENERATEFOR J IN 0 TO RWIDTH-1 GENERATEresult_node[(J+1)*SUB_WIDTH0-1..J*SUB_WIDTH0] = datab0_ff[INT_LATENCY-1][J].q[SUB_WIDTH0-1..0];END GENERATE;END GENERATE;-- left sectionFOR J IN 0 TO LWIDTH-1 GENERATEresult_node[(J+1)*SUB_WIDTH1+RWIDTH*SUB_WIDTH0-1..J*SUB_WIDT H1+RWIDTH*SUB_WIDTH0] =datab1_ff[INT_LATENCY-1][J].q[SUB_WIDTH1-1..0];END GENERATE;-- overflow detectionIF LPM_REPRESENTATION == "SIGNED" GENERATEIF !(FAMILY_FLEX() == 1) GENERATE[] = (datab1_ff[INT_LATENCY-2][LWIDTH-1].q[SUB_WIDTH1-1] !$dataa_ff[INT_LATENCY-2].q[LPM_WIDTH-1]) &(dataa_ff[INT_LATENCY-2].q[LPM_WIDTH-1] $adder1[LWIDTH-1].unreg_result[SUB_WIDTH1-1]);ELSE GENERATE[] = !(sign_ff[INT_LATENCY-2].q[0] $ sign_ff[INT_LATENCY-2]&(sign_ff[INT_LATENCY-2].q[0] $ adder1[LWIDTH-1].unrEND GENERATE;ELSE GENERATEIF LPM_DIRECTION == "SUB" GENERATE[] = !cout_node;ELSE GENERATEIF USED(add_sub) GENERATE[] = !add_sub_ff[INT_LATENCY-2].q[0] $ unreg_cout_node;ELSE GENERATE[] = cout_node;END GENERATE;END GENERATE;END GENERATE;ELSE GENERATE------------------------------------ non-pipelined adder cases ------------------------------------IF USED(clock) # (USE_LOOK_AHEAD == 0) GENERATE--------------------------------------------------- connections for a ripple carry adder-------------------------------------------------[] = dataa[];[] = datab[];result_node[] = [];IF USED(cin) GENERATE= cin;END GENERATE;IF USED(add_sub) GENERATE= add_sub;END GENERATE;IF USED(cout) GENERATEcout_node = ;ELSE GENERATEcout_node = GND;END GENERATE;IF USED(overflow) GENERATEoflow_node = ;ELSE GENERATEoflow_node = GND;。

1、12进位选择加法器原理图32位进位选择加法器原理图仅仅是将12位进位选择加法器原理图中虚线框内的模块再向后重复5次，这就构成了32位进位选择加法器原理图。

2、Verilog模块根据上图可以将进位选择加法器在结构上分为四个模块：①四位先行进位加法器adder_4bits②四位数据选择器mux_2to1③高四位选择加法器（虚线框内部分）adder_high_4bits④顶层设计32位进位选择加法器adder_32_bits3、Verilog代码# 四位先行进位加法器module adder_4bits(a,b,s,ci,co);parameter N=4;input[N-1:0] a;input[N-1:0] b;input ci;output[N-1:0] s;output co;wire [N-1:0] c;wire [N-1:0] g;wire [N-1:0] p;assign g=a&b;assign p=a|b;assign c[0]=g[0]||(p[0]&&ci);assign c[1]=g[1]||(p[1]&&g[0])||(p[1]&&p[0]&&ci);assign c[2]=g[2]||(p[2]&&g[1])||(p[2]&&p[1]&&g[0])||(p[2]&&p[1]&&p[0]&&ci);assignc[3]=g[3]||(p[3]&&g[2])||(p[3]&&p[2]&&g[1])||(p[3]&&p[2]&&p[1]&&g[0])||(p[3]&&p[2]&&p[1]&&p[0]&&ci);assign s[0]=p[0]&~g[0]^ci;assign s[1]=p[1]&~g[1]^c[0];assign s[2]=p[2]&~g[2]^c[1];assign s[3]=p[3]&~g[3]^c[2];assign co=c[3];endmodule# 四位数据选择器module mux_2to1 (out,in0,in1,sel);parameter N=4;output[N:1] out;input[N:1] in0,in1;input sel;assign out=sel?in1:in0;endmodule# 高四位选择加法器module adder_high_4bits(a,b,ci,co,s);parameter N=4;input[N-1:0] a;input[N-1:0] b;input ci;output[N-1:0] s;output co;wire [N-1:0] sum1,sum0;wire co1,co0,cand;adder_4bits #(4) adder_1(.a(a),.b(b),.s(sum1),.ci(1'b1),.co(co1)); adder_4bits #(4) adder_2(.a(a),.b(b),.s(sum0),.ci(1'b0),.co(co0)); mux_2to1 #(4) mux1(.in0(sum0),.in1(sum1),.sel(ci),.out(s)); and G1(cand,ci,co1);or G2(co,cand,co0);endmodule# 顶层设计32位进位选择加法器module adder_32bits(a,b,s,ci,co);parameter N=32;input [N-1:0] a;input [N-1:0] b;input ci;output [N-1:0] s;output co;wire co1,co2,co3,co4,co5,co6,co7;adder_4bits #(4) adder1(.a(a[3:0]),.b(b[3:0]),.ci(ci),.s(s[3:0]),.co(co1));adder_high_4bits #(4) adder2(.a(a[7:4]),.b(b[7:4]),.ci(co1),.s(s[7:4]),.co(co2));adder_high_4bits #(4) adder3(.a(a[11:8]),.b(b[11:8]),.ci(co2),.s(s[11:8]),.co(co3));adder_high_4bits #(4) adder4(.a(a[15:12]),.b(b[15:12]),.ci(co3),.s(s[15:12]),.co(co4));adder_high_4bits #(4) adder5(.a(a[19:16]),.b(b[19:16]),.ci(co4),.s(s[19:16]),.co(co5));adder_high_4bits #(4) adder6(.a(a[23:20]),.b(b[23:20]),.ci(co5),.s(s[23:20]),.co(co6));adder_high_4bits #(4) adder7(.a(a[27:24]),.b(b[27:24]),.ci(co6),.s(s[27:24]),.co(co7));adder_high_4bits #(4) adder8(.a(a[31:28]),.b(b[31:28]),.ci(co7),.s(s[31:28]),.co(co)); endmodule4、仿真结果①四位先行进位加法器进行仿真，结果如下如图所示，a=0101,b=1010,ci=1；sum=0000，cout=1；仿真正确。

位可控加减法器设计32位算术逻辑运算单元标题：深入探讨位可控加减法器设计中的32位算术逻辑运算单元一、引言在计算机系统中，算术逻辑运算单元（ALU）是至关重要的部件，用于执行数字运算和逻辑运算。

而在ALU中，位可控加减法器设计是其中的重要部分，尤其在32位算术逻辑运算单元中更是不可或缺。

本文将深入探讨位可控加减法器设计在32位算术逻辑运算单元中的重要性，结构特点以及个人观点和理解。

二、位可控加减法器设计的重要性位可控加减法器是ALU中的重要组成部分，它具有对加法和减法操作进行控制的能力，可以根据输入信号来实现不同的运算操作。

在32位算术逻辑运算单元中，位可控加减法器的设计要考虑到对每一位进行并行操作，并且要保证高速、低功耗和稳定性。

位可控加减法器设计在32位算术逻辑运算单元中具有非常重要的意义。

三、位可控加减法器设计的结构特点在32位算术逻辑运算单元中，位可控加减法器的设计需要考虑到以下几个结构特点：1. 并行运算：位可控加减法器需要能够实现对32位数据的并行运算，以提高运算速度。

2. 控制信号：设计需要合理的控制信号输入，来实现不同的运算模式和操作类型。

3. 进位传递：保证进位信号能够正确传递和计算，以确保运算的准确性。

4. 低功耗：设计需要考虑到低功耗的特点，以满足现代计算机系统对能源的需求。

四、个人观点和理解在我看来，位可控加减法器设计在32位算术逻辑运算单元中扮演着十分重要的角色。

它不仅需要具备高速、稳定和精确的运算能力，还需要考虑到功耗和控制信号的合理设计。

只有兼具这些特点，才能更好地满足现代计算机系统对于高效、可靠和低功耗的需求。

五、总结和回顾通过本文对位可控加减法器设计在32位算术逻辑运算单元中的深入探讨，我们可以看到它在计算机系统中的重要性和结构特点。

而个人观点也表明了它需要具备高速、低功耗和稳定性等特点，才能更好地满足现代计算机系统的需求。

在写作过程中，我对位可控加减法器设计在32位算术逻辑运算单元中的重要性和结构特点进行了深入探讨，并分享了个人观点和理解。