全加器
描述
① 请用题目提供的半加器实现全加器电路①
半加器的参考代码如下，可在答案中添加并例化此代码。
cpp
module add_half(
input A ,
input B ,
output wire S ,
output wire C
);
assign S = A ^ B;
assign C = A & B;
endmodule输入描述：
input A ,
input B ,
input Ci ,
输出描述：
output wire S ,
output wire Co
解题思路
全加器和半加器的工作原理
内容主要来自博文
半加法 和全加法 是算数运算电路的基本单元。它们是完成++1位二进制相加的一种组合逻辑电路++。
半加器
半加即为不考虑低位来的进位信号 ；下面给出一位半加法器的真值表；
|----------|---------|--------|---------|
| 被加数A | 加数B | 和S | 进位C |
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 1 |
全加器
全加器能进行加数、被加数和低位来的进位信号相加，并根据求和结果给出该位数的进位信号；下面给出一位全加法器的真值表；
|----------|---------|-------------------------------------------|--------------------------------------|-----------------------------------------|
| 被加数A | 加数B | 低位进位 | 和
| 进位
|
| 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 |
- 当多位数相加时，++半加器可用于最低位求和，并给出进位数++。第二位的相加有两个待加数和，还有一个来自前面低位送来的进位数。这三个数相加，得出本位和数（全加和数）和进位数。
- 半加器和全加器的区别 主要是++半加器没有接收进位的输入端，全加器有进位输入端++，在将两个多位二进制数相加时，除了最低位外，每一位都要考虑来自低位的进位，半加器则不用考虑，只需要考虑两个输入端相加即可。
下面考虑如何将两个半加器构成一个全加器：
- ①将全加器的被加数A 和加数B 先进入一个半加器HADD1 中（即不考虑从低位的进位**
** ）, 其中和
- ②将全加器的低位进位**
- ③ 将进位
- 上述过程对应的真值表如下所示：
|----------------------------------------|---------------------------------------|----------------------------------------|------------------------------------------|-----------------------------------------|--------------------------------------|------------------------------------------|----------------------------------------|
| 被加数 | 加数
| 和
| 进位
| 进位
| 和
| 进位
| 进位
|
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
代码如下：
代码一：
cpp
module add_full(
input A ,
input B ,
input Ci ,
output wire S ,
output wire Co
);
wire S_1, Co_1, Co_2;
add_half HADD1(.A(A), .B(B), .S(S_1), .C(Co_1));
add_half HADD2(.A(S_1), .B(Ci), .S(S), .C(Co_2));
assign Co = Co_1 | Co_2;
endmodule代码二：
使用基本组合逻辑电路的思路，即写出S和Co的逻辑表达式，如下所示：
cpp
`timescale 1ns/1ns
module add_full(
input A ,
input B ,
input Ci ,
output wire S ,
output wire Co
);
//代码二
assign S = A ^ B ^ Ci;
assign Co = A&B | Ci&(A^B);
endmodule串行（行波）进位加法器
请用全加器电路① 实现串行进位的4位全加器电路；
输入描述：
input 3:0 A ,
input 3:0 B ,
input Ci ,
输出描述：
output wire 3:0 S ,
output wire Co
解题思路
主要参考以下博文：
数电------超前进位加法器 - 一曲挽歌 - 博客园 (cnblogs.com)
代码如下：
cpp
module add_4(
input [3:0] A ,
input [3:0] B ,
input Ci ,
output wire [3:0] S ,
output wire Co
);
wire [3:0] Co_t;
add_full A0 (.A(A[0]), .B(B[0]), .Ci(Ci), .S(S[0]), .Co(Co_t[0]));
add_full A1 (.A(A[1]), .B(B[1]), .Ci(Co_t[0]), .S(S[1]), .Co(Co_t[1]));
add_full A2 (.A(A[2]), .B(B[2]), .Ci(Co_t[1]), .S(S[2]), .Co(Co_t[2]));
add_full A3 (.A(A[3]), .B(B[3]), .Ci(Co_t[2]), .S(S[3]), .Co(Co_t[3]));
assign Co = Co_t[3];
endmodule