计组实验一 - 8位可控的二进制补码加减法器

实验说明：

1.使用 quartusII 9.0 完成8位可控的二进制补码加减法器
2.使用 VHDL 语言编写代码
3.学会模块化编程处理

实验步骤

一. 先实现一位全加器


library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;

entity fa is 
port(a,b,ci : in std_logic;
       s,co : out std_logic);
end fa;

architecture b_fa of fa is
begin
    s<=a xor b xor ci;
    co<=((a xor b) and ci) or (a and b);
end b_fa;

二. 使用刚设计的全加器设计

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;

entity adder8 is
port(a,b : in std_logic_vector(7 downto 0);
      ci,m : in std_logic;
       s : out std_logic_vector(7 downto 0);
      co ,vf: out std_logic);
end adder8;

architecture s_adder8 of adder8 is
component fa is
port(a,b,ci : in std_logic;
       s,co : out std_logic);
end component;
signal c: std_logic_vector(7 downto 1);
begin
  cm1 : fa port map(a(0),b(0) xor m,ci,s(0),c(1));
  cm2 : fa port map(a(1),b(1) xor m,c(1),s(1),c(2));
  cm3 : fa port map(a(2),b(2) xor m,c(2),s(2),c(3));
  cm4 : fa port map(a(3),b(3) xor m,c(3),s(3),c(4));
  cm5 : fa port map(a(4),b(4) xor m,c(4),s(4),c(5));
  cm6 : fa port map(a(5),b(5) xor m,c(5),s(5),c(6));
  cm7 : fa port map(a(6),b(6) xor m,c(6),s(6),c(7));
  cm8 : fa port map(a(7),b(7) xor m,c(7),s(7),co);
    vf<=c(6) xor c(7); -- vf 为溢出信号
end s_adder8;

三.编译 adder8.vhd 文件

设置顶层文件（顶层文件为 adder8.vhd），选好实验室对应的芯片（如 Cyclone - EP1C12Q240C8 ），设置好相应引脚，最后进行编译，编译完成后，连接实验箱进行检验。

原理图
0000

实验效果
0001

四. 改进

实际上，通过原理图来看，ci 与 m 信号实际上是相同的信号。所以，最终实现是

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;

entity adder8 is
port(a,b : in std_logic_vector(7 downto 0);
       m : in std_logic;
       s : out std_logic_vector(7 downto 0);
      vf: out std_logic);
end adder8;

architecture s_adder8 of adder8 is
component fa is
port(a,b,ci : in std_logic;
       s,co : out std_logic);
end component;
signal c: std_logic_vector(8 downto 1);
begin
  cm1 : fa port map(a(0),b(0) xor m,m,s(0),c(1));
  cm2 : fa port map(a(1),b(1) xor m,c(1),s(1),c(2));
  cm3 : fa port map(a(2),b(2) xor m,c(2),s(2),c(3));
  cm4 : fa port map(a(3),b(3) xor m,c(3),s(3),c(4));
  cm5 : fa port map(a(4),b(4) xor m,c(4),s(4),c(5));
  cm6 : fa port map(a(5),b(5) xor m,c(5),s(5),c(6));
  cm7 : fa port map(a(6),b(6) xor m,c(6),s(6),c(7));
  cm8 : fa port map(a(7),b(7) xor m,c(7),s(7),c(8));
    vf<=c(8) xor c(7);
end s_adder8;

去除了 ci 管脚分配
0002