超前进位加法器的原理是什么？
如题如题 如题 如题 如题 本帖最后由 lcytms 于 2017-4-6 20:35 编辑超前进位加法器
超前进位加法器的思想：三步运算。
1，由输入的A，B算出每一位的G，P；
2，由各位的G，P算出每一位的GN：0，PN：0；
3，由每一位的GN：0，PN：0与CIN算出每一位的COUT，S。
其中第1，3步显然是可以并行处理的，计算的主要复杂度集中在了第2步。
第2步的并行化，也就是实现GN：0，PN：0的点运算分解的并行化。
这种思想的产生，基于对加法器的分析。
令G = AB，P = A⊕B，则COUT（G，P） = G + PCIN，S（G，P）=P⊕CIN。
由此，A，B，CIN，S，COUT五者的关系，变为了G，P，CIN，S，COUT五者的关系。
再由点运算（•），（G，P）•（G’，P’）=（G + PG’,PP’），可以分解（G 3：2,P3：2） =（G3，P3）•（G2，P2）。
设计加法器时，忽略CIN，将COUT并入S，使之成为S的第33位，则只有三个量：A，B，S。
将A对应alu_in1，B对应alu_in2，S对应add_out。
这样前两者便是加法器中的input，最后一个便是加法器中的output。
顶层模块的接口就是以上三个。
在典型32位的超前进位加法器设计中，将三步运算中的第1，3步各用一个子模块实现，将第2步的运算分为五步，每一步用一个子模块实现，顶层共有7个模块。
从左至右，第一级由输入数据生成G，P。
然后是第二，三，四，五，六级，共5级点运算。
最后第七级，由前六级的结果产生和add_out与进位add_out。
可以看出，这七级是串行执行的关系。 给你一个实例：你看看就知道了！
module add_ahead(sum,cout,a,b,cin);
output sum;
output cout;
input a,b;
input cin;
wire G,P;
wire C,sum;
assign G=a&b; //产生第0位本位值和进位值
assign P=a|b;
assign C=cin;
assign sum=G^P^C;
assign G=a&b; //产生第1位本位值和进位值
assign P=a|b;
assign C=G|(P&cin);
assign sum=G^P^C;
assign G=a&b; //产生第2位本位值和进位值
assign P=a|b;
assign C=G|(P&C);
assign sum=G^P^C;
assign G=a&b; //产生第3位本位值和进位值
assign P=a|b;
assign C=G|(P&C);
assign sum=G^P^C;
assign G=a&b; //产生第4位本位值和进位值
assign P=a|b;
assign C=G|(P&C);
assign sum=G^P^C;
assign G=a&b; //产生第5位本位值和进位值
assign P=a|b;
assign C=G|(P&C);
assign sum=G^P^C;
assign G=a&b; //产生第6位本位值和进位值
assign P=a|b;
assign C=G|(P&C);
assign sum=G^P^C;
assign G=a&b; //产生第7位本位值和进位值
assign P=a|b;
assign C=G|(P&C);
assign sum=G^P^C;
assign cout=G|(P&C); //产生最高位进位输出
endmodule
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