加法器实现加法和减法的区别

加法器实现加法和减法的区别

单片机只有加法器，运算对二进制数展开，对计算机而言没有什么有符号无符号数的区分，进行的都是补码运算。减法运算要将减数变成加负数来计算，负数要转换成补码。但是减法指令和加法指令进行过程并不完全一样，换句话来说，就是对进位标志位的影响规则不一样。

比如8位单片机运行

MOV A,#3

SUBB A,#1

和

MOV A,#3

ADD A,#255

虽然结果中A的值一样，但执行过程并不完全一样。加法运算时，PSW中的CY被置1了，而减法运算中并不置1。做减法时，实质是做补码加法运算，但此时需要对PSW的CY位取反，所以最终的进位标志位为0

16位超前加法器实验报告

16位超前加法器设计实验 一、实验分析： 四位超前进位加法器HDL程序： module add4_head ( a, b, ci, s, pp, gg); input[3:0] a; input[3:0] b; input ci; output[3:0] s; output pp; output gg; wire[3:0] p; wire[3:0] g; wire[2:0] c; assign p[0] = a[0] ^ b[0]; assign p[1] = a[1] ^ b[1]; assign p[2] = a[2] ^ b[2]; assign p[3] = a[3] ^ b[3]; assign g[0] = a[0] & b[0]; assign g[1] = a[1] & b[1]; assign g[2] = a[2] & b[2]; assign g[3] = a[3] & b[3]; assign c[0] = (p[0] & ci) | g[0]; assign c[1] = (p[1] & c[0]) | g[1]; assign c[2] = (p[2] & c[1]) | g[2]; assign pp = p[3] & p[2] & p[1] & p[0]; assign gg = g[3] | (p[3] & (g[2] | p[2] & (g[1] | p[1] & g[0]))); assign s[0] = p[0] ^ ci; assign s[1] = p[1] ^ c[0]; assign s[2] = p[2] ^ c[1]; assign s[3] = p[3] ^ c[2]; endmodule p表示进位否决信号（pass），如果p为0就否决调前一级的进位输入。否决的意思就是即使前一级有进位，本级也不会向后一级产生进位输出。 g表示进位产生信号（generate），如果g为1就表示一定会向后一级产生进位输出。p[n] = a[n] ^ b[n]这句话的意思是说，当a=1,b=0或a=0,b=1时前一级的进位输入信号不能否决。这样就有个问题了，即当a=1,b=1时前一级的进位输入信号也不能否决啊，怎么没有体现出来？其实当a=1,b=1时产生了进位产生信号g，它的优先级高于p信号，就忽略了p信号，直接产生了向后一级产生进位输出，是没有逻辑错误的。 g[n] = a[n] & b[n] 这句话的意思是说，如果a=1,b=1时就直接向后一级产生进位输出信号，而不用考虑其它的任何因素。

modelsim完美教程

准备事项 1.ModelSim试用版下载 2.范例程序下载(史丹佛大学一门课的期末专题Implememtation of Viterbi Decoder：constrain length K=3, code rate R=1/2, register-exchange) 整个project共含7个Verilog程序：system.v (top-level) |-- clkgen.v |-- chip_core.v |-- controller.v |-- spu.v |-- acs4.v |-- acs1.v (或是另外一个Verilog的简单例子，可以从C:\ SynaptiCAD\ Examples\ TutorialFiles\ VeriLoggerBasicVerilo gSimulation\ add4.v and add4test.v) (或是另外一个VHDL的简单例子，可以从C:\ Modeltech_5.7e\ examples\ adder.vhd and testadder.vhd) ModelSim PE /LE /SE 差别在哪? 本篇文章内容主要在教导软件使用，以Verilog程序为范例。假设各位读者已经熟悉Verilog，废话不多说，让我们马上来见识一下ModelSim ... 快速上手四部曲：建立Project、引进HDL Files、Compile、模拟(Simulate/Loading and Run) 1.建立一个新的Project 1-1 第一次执行程序时，可以从[开始] \ [程序集] \ ModelSim SE \ ModelSim；或是执行ModelSim在桌面的快捷方式

四位超前进位加法器原理

超前进位加法器原理 74283为4位超前进位加法器，不同于普通串行进位加法器由低到高逐级进位，超前进位加法器所有位数的进位大多数情况下同时产生，运算速度快，电路结构复杂。其管脚如图1所示： 图1 74283管脚图 其真值表如下所示： 表1 4位超前进位加法器真值表

由全加器的真值表可得S i 和C i 的逻辑表达式： 定义两个中间变量G i 和P i ： 当A i ＝B i ＝1时，G i ＝1，由C i 的表达式可得C i ＝1，即产生进位，所以G i 称为产生量变。若P i ＝1，则A i ·B i ＝0，C i ＝C i-1 ，即P i ＝1时，低位的进位能传 送到高位的进位输出端，故P i 称为传输变量，这两个变量都与进位信号无关。 将G i 和P i 代入S i 和C i 得： 进而可得各位进位信号的逻辑表达如下：

根据逻辑表达式做出电路图如下： 逻辑功能图中有2输入异或门，2输入与门，3输入与门，4输入与门，2输入或门，3输入或门，4输入或门，其转化成CMOS晶体管图如下：

电路网表如下： *xor 2 .subckt xor2 a b c d f mxorpa 1 a vdd vdd pmos l=2 w=8 mxorpb f d 1 vdd pmos l=2 w=8 mxorpc 2 b vdd vdd pmos l=2 w=8 mxorpd f c 2 vdd pmos l=2 w=8 mxorna f a 3 0 nmos l=2 w=4 mxornb 3 b 0 0 nmos l=2 w=4 mxornc f c 4 0 nmos l=2 w=4 mxornd 4 d 0 0 nmos l=2 w=4 .ends xor2 *and2 .subckt and2 a b f mandpa f a vdd vdd pmos l=2 w=4 mandpb f b vdd vdd pmos l=2 w=4 mandna f a 1 0 nmos l=2 w=4 mandnb 1 b 0 0 nmos l=2 w=4 .ends and2 *and3 .subckt and3 a b c f mandpa f a vdd vdd pmos l=2 w=4 mandpb f b vdd vdd pmos l=2 w=4 mandpc f c vdd vdd pmos l=2 w=4 mandna f a 1 0 nmos l=2 w=6 mandnb 1 b 2 0 nmos l=2 w=6 mandnc 2 c 0 0 nmos l=2 w=6 .ends and3 *and4 .subckt and4 a b c d f mandpa f a vdd vdd pmos l=2 w=4 mandpb f b vdd vdd pmos l=2 w=4 mandpc f c vdd vdd pmos l=2 w=4 mandpd f d vdd vdd pmos l=2 w=4 mandna f a 1 0 nmos l=2 w=8 mandnb 1 b 2 0 nmos l=2 w=8 mandnc 2 c 3 0 nmos l=2 w=8 mandnd 3 d 0 0 nmos l=2 w=8 .ends and4

ModelSim软件仿真步骤教程

使用ModelSim模擬驗證HDL code 1.在模擬前先準備好我們要模擬的電路檔案(Verilog HDL，TestBench,…) 2. 打開ModelSim，新建一個Project，鍵入Project name 按OK。此處我們的library name 為default library name “work”不必更改。 3.然後再加入我們所要模擬的電路檔案(若尚未準備，可開啟新檔案再將code 鍵入)選Add Existing File，將我們已編輯好的檔案加入。 將我們所需要的檔案加入，按Browse選擇我們所需檔案count.v,

count_test.vt)，按下OK。 再將先前所開啟的增加檔案的視窗關閉，按close。 4.按下compile all。

Compile成功沒有顯示出錯誤訊息, 則開始模擬波形 5.按下Simulation, 選擇檔案所在的Library (work), 點選TestBench的Module Name t_Gap_finder 按OK 6.承接上步驟將會跳出以下視窗，若要將所有訊號加入波型中觀察則選擇在 testbench的module name: count_tst按滑鼠右鍵選擇→ Add → Add to Wave。

7.在波型畫面按下Run All開始模擬 跑完後會跳出下面視窗選擇否則可觀察模擬波形，若按下是則會將ModelSim關閉。

8.觀察波形圖是否與功能符合,若與設計不符則修改設計並重複執行Step 4到 Step 8 Testbench語法 `timescale 1 ps/ 1 ps 前面的1ps代表程式中最小的時間單位 後面的1ps代表運算的精準度

西安邮电大学Verilog 四位超前进位全加器

西安邮电大学Verilog HDL实验报告（二） ——带超前进位的四位全加器 学院名称：电子工程学院 班级：电子 学生姓名： 学号：

实验题目带超前进位的四位全加器 一、实验内容 设计的一个带超前进位的四位全加器。 二、实验步骤 1、在ModelSim软件中对激励模块和设计模块进行书写和编译； 2、对编译好的模块进行仿真。 三、源代码: 1、主程序 module fulladd4(sum, c_out, a, b, c_in); output [3:0] sum; output c_out; input [3:0] a,b; input c_in; wire p0,g0,p1,g1,p2,g2,p3,g3; wire c4,c3,c2,c1; xor a1(p0,a[0],b[0]); xor a2(p1,a[1],b[1]); xor a3(p2,a[2],b[2]); xor a4(p3,a[3],b[3]); and b1(g0,a[0],b[0]); and b2(g1,a[1],b[1]); and b3(g2,a[2],b[2]); and b4(g3,a[3],b[3]); and d1(e1,p0,c_in); or f1(c1,e1,g0); and d2(e2,p1,g0);and d3(e3,p1,p0,c_in);or f2(c2,g1,e2,e3); A nd d4(e4,p2,g1);and d5(e5,p2,p1,g0);and d6(e6,p2,p1,c_in);or f3(c3,g2,e4,e5,e6); and d7(e7,p3,g2);and d8(e8,p3,p2,g1);and d9(e9,p3,p2,p1,g0);and d10(e10,p3,p2,p1,p0,c_in);or f4(c4,g3,e7,e8,e9,e10); xor m0(sum[0],p0,c_in); xor m1(sum[1],p1,c1); xor m2(sum[2],p2,c2); xor m3(sum[3],p3,c3); and n1(c_out,c4,c4); endmodule 2、激励程序 module fulladd4_tb;

4位超前进位加法器设计讲解学习

4位超前进位加法器 设计

、、 模拟集成电路分析与设计课程设计报告 题目4位超前进位加法器设计 学院（部）电控学院 专业电子科学与技术 班级 学生姓名 学号

前言 20世纪是IC迅速发展的时代。计算机等信息产业的飞速发展推动了集成电路（Integrated Circuit—IC）产业。大多数超大规模集成电路（Very Large Scale IC—VLSI）在日常生活中有着广泛的应用。在这些广泛应用的运算中，加法器是组成这些运算的基本单元。在高性能微处理器和DSP处理器中，加法器的运算时间至关重要。加法器运算常常处于高性能处理器运算部件的关键路径中，特别是在算术逻辑单元中加法器的运算时间对处理器的速度起着决定性的作用。随着微处理器的运算速度越来越快，对快速加法器的需求也越来越高。 当今，加法器的设计面临两大课题，首先是如何降低功耗。随着便携式IC产品例如MP3播放器，手机和掌上电脑等的广泛使用，要求IC工程师对现有运算模块的性能作进一步改进，尤其是在电路的功耗和尺寸方面。由于现在相应的电池技术难以和微电子技术的发展速度匹敌，这使得IC设计师遇到了许多限制因素，比如高速，大吞吐量，小尺寸，低功耗等。因此，这使得研究低功耗高性能加法单元持续升温。另一方面就是如何提高加法器的运算速度。因为加法运算存在进位问题，使得某一位计算结果的得出和所有低于它的位相关。因此，为了减少进位传输所耗的时间，提高计算速度，人们设计了多种类型的加法器，如超前进位加法器曼彻斯特加法器、进位旁路加法器、进位选择加法器等。它们都是利用各位之间的状态来预先产生高位的进位信号，从而减少进位从低位向高位传递的时间。 本文首先介绍了的加法器的类型以及其工作原理，然后重点分析了超前进位加法器的组成结构、结构参数以及

加法器电路设计全加器

报告课设 集成电路设计方向综合课程设计课程名称 实验项目加法器 PC机、candence软件实验仪器 _ 别______系理学院 杨凯 __ ________ 姓名 ____ __________实验日期 _______________________绩成

目录 ...................................................................... 3一、概述 4 ................................................................... 1.1课题背景4................................................................. 1.2课题意义 .................................................................. 5二、设计流 程 .................................................................. 5三、课设内 容 .................................................................. 5四、实验原理 5............................................................. 4.1加法器基本原理 6........................................................ 半加器基本原理 .4.1.1 7........................................................ 全加器基本原理 .4.1.2 8................................................................ 镜像加法器 4.2. ............................................................... 10五、上机步骤： 01 ............................................................. 5.1.画电路图步骤 11 ................................................................ 5.2画版图步骤........................................................... 11.六、加法器电路图：2.................................................................. 16.1原理图： 2.......................................................... 16.2全加器电路图结构 3............................................................ 16.3自己画的电路图3................................................................ 16.4波形验证： 41 ........................................................... 6.5（瞬态）分析 TRAN41波形输出参数 .............................................................. 6.6 61管全加器网表 ........................................................... 6.728 7.................................................................. 16.8仿真波形7...................................................... 16.9编译仿真波形结果分析 ................................................................. 18七、版图设计81版图7.1 ...................................................................... 版图（L）是集成电路设计者将设计并模拟优化后的电路转化成的一系列几何图形，包含AYOUT了集成电路尺寸大小、各层拓扑定义等有关器件的所有物理信息。版图的设计有特定的规则，这些规则是集成电路制造厂家根据自己的工艺特点而制定的。不同的工艺，有不同的设计规则。版图在设计的过程中要进行定期的检查，避免错误的积累而导致难以修改。版图设计流8......................................................................... 1 程：.91版图设计规则7.2 .............................................................. 0................................................................ 2 7.3修改前版图 1................................................................ 2 修改后版图7.4 ................................................................. 22八、课设心得一、概述 集成电路是采用专门的设计技术和特殊的集成工艺技术，把构成半导体电路的晶体管、二极管、电阻、电容等基本单元器件，制作在一块半导体单晶片（例如硅或者砷化镓）或者陶瓷等绝缘基片上，并按电路要求完成元器件间的互连，再封装在一个外壳内，能完成特定的电路功能或者系统功能，所有的元器件及其间的

加法器电路设计 全加器

课设报告 课程名称集成电路设计方向综合课程设计实验项目加法器 实验仪器PC机、candence软件 系别______理学院_ 姓名______ 杨凯__ __ 实验日期____ __________ 成绩_______________________

目录 一、概述 (3) 1.1课题背景 (4) 1.2课题意义 (4) 二、设计流程 (5) 三、课设内容 (5) 四、实验原理 (5) 4.1加法器基本原理 (5) 4.1.1 半加器基本原理 (5) 4.1.2 全加器基本原理 (6) 4.2.镜像加法器 (8) 五、上机步骤： (10) 5.1.画电路图步骤 (10) 5.2画版图步骤 (11) 六、加法器电路图： (11) 6.1原理图： (12) 6.2全加器电路图结构 (12) 6.3自己画的电路图 (13) 6.4波形验证： (13) 6.5 TRAN（瞬态）分析 (14) 6.6波形输出参数 (14) 6.728管全加器网表 (16) 6.8仿真波形 (17) 6.9编译仿真波形结果分析 (17) 七、版图设计 (18) 7.1版图 (18) 版图（L AYOUT）是集成电路设计者将设计并模拟优化后的电路转化成的一系列几何图形，包含了集成电路尺寸大小、各层拓扑定义等有关器件的所有物理信息。版图的设计有特定的规则，这些规则是集成电路制造厂家根据自己的工艺特点而制定的。不同的工艺，有不同的设计规则。版图在设计的过程中要进行定期的检查，避免错误的积累而导致难以修改。版图设计流程： (18) 7.2版图设计规则 (19) 7.3修改前版图 (20) 7.4修改后版图 (21) 八、课设心得 (22)

超前进位加法器设计

湖南师范大学职业技术学院（工学院）实验数据报告单 实验课程：计算机组成原理 实验题目：超前进位加法器设计 实验日期： 2011年 10 月 25 日 专业：计算机科学与技术年级：09级班级:04班姓名：涂小康学号：2009180414 一．实验目的 （1）掌握超前进位加法器的原理及其设计方法。 （2）熟悉CPLD应用设计及EMA软件的使用。 二．实验内容 （1）设计电路原理图. （2）了解加法器的工作原理，掌握超前进位产生电路的设计方法. （3）正确将电路原理图下载到试验箱中. （4）正确通过实验箱连线实现4位二进制数的相加并得到正确结果 三.实验原理 加法器是执行二进制加法运算的逻辑部件，也是CPU运算器的基本逻辑部件（减法可以通过补码相加来实现）。加法器又分半加器和全加器，不考虑低位的进位，只考虑两个二进制数相加，得到和以及向高位进位的加法器叫半加器，而全加器是在半加器的基础上又考虑了低位进来的进位信号。 串行加法器运算速度慢，其根本原因是每一位的结果就要依赖于低位的进位，因而可以通过并行进位的方式来提高效率。只要能设计出专门的电路，使得每一位的进位能够并行地产生而与低位的运算情况无关，就能解决这个问题。可以对加法器进位的逻辑表达式做进一步的推导： C o=0 C i+1=A i B i+A i C i+B i C i=A i B i+(A i+B i)C i 设 G i=A i B i P i=A i+B i 则有： C i+1=g i+p i C i =g i+p i(g i-1+p i-1C i-1) =g i+p i(g i-1+p i-1(g i-2+p i-2C i-2)) … =g i+p i g i-1+p i p i-1g i-2+…+p i p i-1… p1p0+p i p i-1…p1p0C0 由于g i、p i只和A i、B i有关，这样C i=1就只和A i、A i-1、…、A0，B i、B i-1、…、B0及C0有关。所以各位的进位C i、C i-1…、C1就可以并行产生，这种进位就叫超前进位。 根据上面的推导，随着加法器位数的增加，越是高位的进位逻辑电路就会越复杂，逻辑器件使用也就越多。事实上我们可以继续推导进位的逻辑表达式，使得某些基本逻辑单元能够复用，且能照顾到进位位的并行产生。 定义：G i,j=g i+P i g i-1+p i p i-1g i-2+…+p i p i-1…p j+1g j P i,j=p i p i-1…p j+1p j 则有 G i,j=g i P i,j=p i

设计示例432位先行进位加法器的设计

设计示例4：32位先行进位加法器的设计 1、功能概述： 先行进位加法器是对普通的全加器进行改良而设计成的并行加法器，主要是针对普通全加器串联时互相进位产生的延迟进行了改良。超前进位加法器是通过增加了一个不是十分复杂的逻辑电路来做到这点的。 设二进制加法器第i位为A i，B i，输出为S i，进位输入为C i，进位输出为C i+1，则有：S i=A i⊕B i⊕C i （1-1） C i+1 =A i * B i+ A i *C i+ B i*C i =A i * B i+（A i+B i）* C i（1-2） 令G i = A i * B i , P i = A i+B i，则C i+1= G i+ P i *C i 当A i和B i都为1时，G i = 1，产生进位C i+1 = 1 当A i和B i有一个为1时，P i = 1，传递进位C i+1= C i 因此G i定义为进位产生信号，P i定义为进位传递信号。G i的优先级比P i高，也就是说：当G i = 1时（当然此时也有P i = 1），无条件产生进位，而不管C i是多少；当G i=0而P i=1时，进位输出为C i，跟C i之前的逻辑有关。 下面推导4位超前进位加法器。设4位加数和被加数为A和B，进位输入为C in，进位输出为C out,对于第i位的进位产生G i = A i·B i ,进位传递P i=A i+B i , i=0,1,2,3。于是这各级进位输出，递归的展开Ci，有： C0 = C in C1=G0 + P0·C0 C2=G1 + P1·C1 = G1 + P1·G0 + P1·P0?C0 C3=G2 + P2·C2 = G2 + P2·G1 + P2·P1·G0 + P2·P1·P0·C0 C4=G3 + P3·C3 = G3 + P3·G2 + P3·P2·G1 + P3·P2·P1·G0 + P3·P2·P1·P0·C0 （1-3） C out=C4 由此可以看出，各级的进位彼此独立产生，只与输入数据Ai、Bi和Cin有关，将各级间的进位级联传播给去掉了，因此减小了进位产生的延迟。每个等式与只有三级延迟的电路对应，第一级延迟对应进位产生信号和进位传递信号，后两级延迟对应上面的积之和。实现上述逻辑表达式（1-3）的电路称为超前进位部件（Carry Lookahead Unit），也称为CLA 部件。通过这种进位方式实现的加法器称为超前进位加法器。因为各个进位是并行产生的，所以是一种并行进位加法器。 从公式（1-3）可知，更多位数的CLA部件只会增加逻辑门的输入端个数，而不会增加门的级数，因此，如果采用超前进位方式实现更多位的加法器，从理论上讲，门延迟不变。但是由于CLA部件中连线数量和输入端个数的增多，使得电路中需要具有大驱动信号和大扇入门，这会大大增加门的延迟，起不到提高电路性能的作用。因此更多位数的加

modelsim新手入门仿真教程

Modelsim新手入门仿真教程 1．打开modelsim软件，新建一个library。 2.library命名 3.新建一个工程。

3.出现下面界面，点击close。 4.新建一个verilog文件 键入主程序。下面以二分之一分频器为例。

文件代码： module half_clk(reset,clk_in,clk_out); input clk_in,reset; output clk_out; reg clk_out; always@(negedge clk_in) begin if(!reset) clk_out=0; else clk_out=~clk_out; end endmodule 编辑完成后，点击保存。

文件名要与module后面的名称相同。 5.再新建一个测试文件，步骤同上面新建的主程序文件，文件名后缀改为.vt 程序代码如下： `timescale 1ns/100ps `define clk_cycle 50 module top; reg clk,reset; wire clk_out; always #`clk_cycle clk=~clk; initial

begin clk=0; reset=1; #10 reset=0; #110 reset=1; #100000 $stop; end half_clk m0( .reset(reset), .clk_in(clk), .clk_out(clk_out)); Endmodule 6.添加文件，编译文件 先右键点击左边空白处，选择add to project→existing File 选择刚刚新建的两个文件。按ctrl键可以同时选择两个，选择打开，下一步点击ok

ModelSim新手使用手册

ModelSim最基本的操作，初次使用ModelSim的同学，可以看看，相互学习。 无论学哪种语言，我都希望有个IDE来帮助我创建一个工程，管理工程里的文件，能够检查我编写代码的语法错误，能够编译运行出现结果，看看和预期的结果有没有出入，对于Verilog语言，我用过Altera的Quartus II，Xilinx的ISE，还有ModelSim（我用的是Altera 官网的ModelSim_Altera），甚至MAXPlus II，不过感觉这软件太老了，建议还是前三者吧。 学Verilog，找一本好书很重要，参考网友的建议，我也买了一本夏宇闻老师的《Verilog 数字系统设计教程》，用Quartus II来编写代码，个人觉得它的界面比ISE和ModelSim友好，我一般用它编写代码综合后自动生成testbench，然后可以直接调用ModelSim仿真，真的很方便，但学着学着，发现夏老师书里的例子很多都是不可综合的，比如那些系统命令，导致很多现象都发现不了，偶然间我直接打开了ModelSim，打开了软件自带的英文文档，步骤是：Help ->PDF Documentation->Tutorial如下所示： 打开文档的一部分目录： 往下读发现其实ModelSim可以直接创建工程，并仿真的。下面以奇偶校验为例叙述其使用过程（当然前提是你在Altera官网下载了ModelSim并正确安装了）。 1.打开软件，新建一个工程，并保存到自定义的目录中（最好别含中文路径） 2.点击Project，弹出窗口问是否关闭当前工程，点击Yes，接着又弹出如下窗口

我个人的习惯是把Project Name和Default Library Name写成一样，自己定义Project Location。又弹出如下窗口： 3.点击Close（我的版本不能Create New File，其实新建好了工程一样可以新建.v文件），然后点击屏幕下方的Project标签： 如果一开始不是如上图所示的界面，那么可以点击如下图所示红色标记的按键变成上图界面：

四位超前进位加法器

1.课程设计名称 四位超前进位加法器 2.课程设计内容 设计一个四位加法器，要求要有超前进位，减小输出的延迟，采用0.13um 工艺设计。 3.课程设计目的 训练学生综合运用学过的数字集成电路的基本知识，独立设计相对复杂的数字集成电路的能力。 4.课程设计要求 4.1、按设计指导书中要求的格式书写，所有的内容一律打印； 4.2、报告内容包括设计过程、仿真的HSPICE网表，软件仿真的结果及分析、延时的手工计算； 4.3、要有整体电路原理图，仿真的波形图； 4.4、软件仿真必须要有必要的说明；要给出各个输入信号的具体波形和输出信号的测试结果。 4.5、写出对应的HSPICE设计网表，网表仿真结果符合设计要求。把仿真图形附在报告上。 4.6、设输入端的电容为C ，输出端的负载电容为5000C inv，从输入到输出任意找一通 inv 路，优化通路延时，手工计算确定通路中每个门对应的晶体管的尺寸。每组三个同学选择不能为同一通路。此部分的计算参数可采用书中第六章的参数。 4.7、各种器件的具体结构可参考阎石的《数字电子技术基础》一书。不允许有完全一样的报告，对于报告完全相同者，记为不及格。 5.使用软件 软件为HSPICE和COSMOS-SCOPE。 6.课程设计原理 由全加器的真值表可得S i和C i的逻辑表达式：

定义两个中间变量G i和P i： 当A i＝B i＝1时，G i＝1，由C i的表达式可得C i＝1，即产生进位，所以G i 称为产生量变。若P i＝1，则A i·B i＝0，C i＝C i-1，即P i＝1时，低位的进位能传送到高位的进位输出端，故P i称为传输变量，这两个变量都与进位信号无关。将G i和P i代入S i和C i得： 进而可得各位进位信号的逻辑表达如下： 根据逻辑表达式做出电路图（如图）：

modelsim详细使用教程(一看就会)

Modelsim详细使用方法 很多的modelsim教程中都讲得很丰富，但忽视了对整个仿真过程的清晰解读，而且都是拿counter范例举例子，有些小白就不会迁移了。这里我们着眼于能顺利的跑通一个自己写的程序，一步一步的讲解，如果你是一个初学者，这再适合你不过了，虽然貌似字写得比较多，那是因为写得相当的详细，一看就会啦O(∩_∩)O~ 一、建立工程 1、在建立工程（project）前，先建立一个工作库（library），一般将这个library命名为 work。尤其是第一次运行modelsim时，是没有这个“work”的。但我们的project 一般都是在这个work下面工作的，所以有必要先建立这个work。 File→new→library 点击library后会弹出一个对话框，问是否要创建work，点击OK。就能看见work.

2、如果在library中有work，就不必执行上一步骤了，直接新建工程。 File→new→project 会弹出 在Project Name中写入工程的名字，这里我们写一个二分频器，所以命名half_clk,然后点击OK。 会出现

由于我们是要仿一个自己写的程序，所以这里我们选择Create New File。 在File Name中写入文件名（这里的file name和刚刚建立的project name可以一致也可以不一致）。注意Add file as type 要选择成Verilog（默认的是VHDL），然后OK。 发现屏幕中间的那个对话框没有自己消失，我们需要手动关闭它，点close。 并且在project中出现了一个half_clk.V的文件，这个就是我们刚刚新建的那个file。 这样工程就建立完毕了。 二、写代码： 1、写主程序：双击half_clk.v文件会出现程序编辑区，在这个区间里写好自己 的程序，这里我们写一个简单的二分频的代码： module half_clk_dai( clk_in, rst, clk_out ); input clk_in; input rst;

利用全加器电路创建四位二进制加法器

一.课程设计的目的： 1、学习并了解MATLAB软件。 2、尝试用Simulink建模。 3、实现对数字电路的防真设计。 4、利用全加器电路创建四位二进制加法器。 二.课程设计题目描述及要求： 利用所学的数字电路的基本知识和MUTLAB软件中Simulink的应用学习，完成对数字电路的仿真设计。用各种各样的组合逻辑电路设计全加器，输出曲线，再利用全加器设计电路创建四位二进制加法器电路图，给出输出。 三．MATLAB软件简介： MATLAB是MathWorks公司于1984年推出的一套高性能的数值计算可视化软件，集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体。MATLAB是由Matrix 和Laboratory单词的前三个字母组合而成的，其含义是矩阵实验室。 Simulink是MATLAB最重要的组件之一，是实现动态系统建模、仿真的一个集成环境。它支持线性和非线性系统，连续时间、离散时间，或者两者的相结合的仿真，而且系统是多进程的。Simulink是从底层开发的一个完整的仿真环境和图形界面，它把MATLAB的许多功能都设计成一个个直观的功能模块，把需要的功能模块连接起来就可以实现所需要的仿真功能。Simulink仿真应用于数字电路、数字信号处理、通信仿真、电力系统仿真、宇航仿真等领域。由于数字系统中高低电平分别用0和1表示，因此数字电路问题往往可以转化为一个数字上的逻辑问题。MATLAB提供了逻辑运算模块和各种触发器模块，可以方便的进行数字电路的设计和仿真。借助于组合电路仿真常用模块Logic and Bit Operations子库中的Local Operator模块，将其拖到所建的untitled窗口中，然后鼠标左键双击该模块弹出的Block Parameters/Logical Operator对话框，按Operator栏后的黑三角来选择所需要的门电路标识符，如：AND、OR、NAND、NOR、XOR、NOT中的一个，并依次设置所需的输入、输出端子个数，之后按OK 键确定。利用这些基本门电路组成加法器逻辑电路。 四．课程设计的内容： 1、1位全加器的设计。 所谓全加器，就是带进位输入和进位输出的加法器。1位全加器有3个输入，分别是加

modelsim使用教程6.0

Modelsim 6.0 使用教程 1. Modelsim简介 Modelsim仿真工具是Model公司开发的。它支持Verilog、VHDL以及他们的混合仿真，它可以将整个程序分步执行，使设计者直接看到他的程序下一步要执行的语句，而且在程序执行的任何步骤任何时刻都可以查看任意变量的当前值，可以在Dataflow窗口查看某一单元或模块的输入输出的连续变化等，比quartus自带的仿真器功能强大的多，是目前业界最通用的仿真器之一。 对于初学者，modelsim自带的教程是一个很好的选择，在Help->SE PDF Documentation->Tutorial里面.它从简单到复杂、从低级到高级详细地讲述了modelsim的各项功能的使用，简单易懂。但是它也有缺点，就是它里面所有事例的初期准备工作都已经放在example文件夹里，直接将它们添加到modelsim就可以用，它假设使用者对当前操作的前期准备工作都已经很熟悉，所以初学者往往不知道如何做当前操作的前期准备。 2.安装 同许多其他软件一样，Modelsim SE同样需要合法的License,通常我们用Kengen产生license.dat。 ⑴．解压安装工具包开始安装，安装时选择Full product安装。当出现Install Hardware Security Key Driver时选择否。当出现Add Modelsim To Path选 择是。出现Modelsim License Wizard时选择Close。 ⑵．在C盘根目录新建一个文件夹flexlm，用Keygen产生一个License.dat,然后 复制到该文件夹下。 ⑶．修改系统的环境变量。右键点击桌面我的电脑图标，属性->高级->环境变量-> （系统变量）新建。按下图所示内容填写，变量值内如果已经有别的路径了， 请用“；”将其与要填的路径分开。LM_LICENSE_FILE = c:\flexlm\license.dat

Modelsim的仿真教程

ModelSim的仿真 １．仿真的分类 仿真过程是正确实现设计的关键环节，用来验证设计者的设计思想是否正确，及在设计实现过程中各种分布参数引入后，其设计的功能是否依然正确无误。仿真主要分为功能仿真和时序仿真。功能仿真是在设计输入后进行；时序仿真是在逻辑综合后或布局布线后进行。1）. 功能仿真( 前仿真) 功能仿真是指在一个设计中，在设计实现前对所创建的逻辑进行的验证其功能是否正确的过程。布局布线以前的仿真都称作功能仿真，它包括综合前仿真（Pre-Synthesis Simulation ）和综合后仿真（Post-Synthesis Simulation ）。综合前仿真主要针对基于原理框图的设计; 综合后仿真既适合原理图设计, 也适合基于HDL 语言的设计。 2）. 时序仿真（后仿真） 时序仿真使用布局布线后器件给出的模块和连线的延时信息，在最坏的情况下对电路的行为作出实际地估价。时序仿真使用的仿真器和功能仿真使用的仿真器是相同的，所需的流程和激励也是相同的；惟一的差别是为时序仿真加载到仿真器的设计包括基于实际布局布线设计的最坏情况的布局布线延时，并且在仿真结果波形图中，时序仿真后的信号加载了时延，而功能仿真没有。 后仿真也称为时序仿真或者布局布线后仿真，是指电路已经映射到特定的工艺环境以后，综合考虑电路的路径延迟与门延迟的影响，验证电路能否在一定时序条件下满足设计构想的过程，是否存在时序违规。其输入文件为从布局布线结果中抽象出来的门级网表、Testbench 和扩展名为SDO 或SDF 的标准时延文件。SDO 或SDF 的标准时延文件不仅包含门延迟，还包括实际布线延迟，能较好地反映芯片的实际工作情况。一般来说后仿真是必选的，检查设计时序与实际的FPGA 运行情况是否一致，确保设计的可靠性和稳定性。２．仿真的作用 １）．设计出能工作的电路：因此功能仿真不是一个孤立的过程，其和综合、时序分析等形成一个反馈工作过程，只有这个过程收敛，各个环节才有意义。而孤立的功能仿真通过是没有意义的，如果在时序分析过程中发现时序不满足需要更改代码，则功能仿真必须从新进行。因此正确的工作流程是：

加法器电路设计全加器

课设陈述 令狐采学 课程名称集成电路设计标的目的综合课程设计 实验项目加法器 实验仪器PC机、candence软件 系别______理学院 _ 姓名______ 杨凯 __ __ 实验日期____ __________ 成果_______________________ 目录 一、概述3 1.1课题布景5 1.2课题意义6 二、设计流程6 三、课设内容7 四、实验原理7 4.1加法器基来源根基理7 4.1.1 半加器基来源根基理8 4.1.2 全加器基来源根基理8 4.2.镜像加法器10

五、上机步调：10 5.1.画电路图步调10 5.2画版图步调11 六、加法器电路图：11 6.1原理图：11 6.2全加器电路图结构11 6.3自己画的电路图11 6.4波形验证：11 6.5 TRAN（瞬态）阐发12 6.6波形输出参数12 6.728管全加器网表12 6.8仿真波形12 6.9编译仿真波形结果阐发12 七、版图设计13 7.1版图13 版图（L AYOUT）是集成电路设计者将设计并模拟优化后的电路转化成的一系列几何图形，包含了集成电路尺寸年夜小、各层拓扑界说等有关器件的所有物理信息。版图的设计有特定的规则，这些规则是集成电路制造厂家根据自己的工艺特点而制定的。不合的工艺，有不合的设计规则。版图在设计的过程中要进行按期的检查，避免毛病的积累而招致难以修改。版图设计流程：13 7.2版图设计规则14

7.3修改前版图15 7.4修改后版图16 八、课设心得16 一、概述 集成电路是采取专门的设计技术和特殊的集成工艺技术，把构成半导体电路的晶体管、二极管、电阻、电容等基本单位器件，制作在一块半导体单晶片（例如硅或者砷化镓）或者陶瓷等绝缘基片上，并按电路要求完成元器件间的互连，再封装在一个外壳内，能完成特定的电路功能或者系统功能，所有的元器件及其间的连接状态、参数规范和特性状态、试验、使用、维护、贸易都是不成联系的统一体，这样而得的电路即是集成电路。 全加器作为基本的运算单位，在很多VLSI系统中都有很广泛的应用，是构建微处理器和DSP等运算电路的核心。随着信息技术的不竭成长，VLSI的集成度不竭提高，人们对运算电路速度、功耗提出了新的要求，以降低功耗提高速度为目标，许多解决计划不竭被提出。如果能将速度、功耗、面积这些性能改进，势必对集成电路整体性能有所提升。 本文基于国际SMIC 0.18μm 1P6M 数字工艺、1.8V电源电压，计了一种电路结构简单，延时小，功耗低，芯片面积小的全加器结构；该全加器单位共用11只晶体管，通过在关键路径上采取三管XNOR门实现高速进位链，并且用反相器弥补由于阈值电压损失造