RTL基本知识：全加器设计（VHDL）

【设计要求】

使用层次化设计方法，用VHDL语言设计四位二进制全加器，并进行仿真。

【设计目的】

考查对于VHDL元件例化语法的熟悉程度；

考查对于数字电路中全加器工作原理的理解；

【设计思路】

用门电路实现两个二进制数相加并求出和的组合线路，称为一位全加器。一位全加器可以处理低位进位，并输出本位加法进位。多个一位全加器进行级联可以得到多位全加器。

第一步：一位全加器；

第二步：多位全加器，在其中例化一位全加器实现；

1 一位全加器

a和b为两位二进制数据，cin为前级进位位，cout为当前计算后的进位位，sum为加法结果，电路结构和真值表如下：

 

2 四位全加器

四位全加器是在一位全加器的基础上利用进位进行串行级联实现，实现后的电路结构示意图如下：

 

【源代码】

1 一位全加器源代码

 

2 四位全加器源代码

 

【实验结果】

 

【思考】

在仿真时，输入可能会存在毛刺，采用什么方法可以消除毛刺？

在设计多位全加器时，如果位数很多，用元件例化的方式程序会很长，可以采用什么方法可以改进实现？