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1、课程设计说明书题目名称利用全加器构成3位并行加法器院（系）计算机科学技术学院专业（班级）学生姓名指导教师起止日期2011.12.31-2012.1.6;目录III:!1、设计题目2I2、设计目的2i3、设计任务24、设计过程2：4.1设计基础2•4.2设计原理4i4.3模拟与仿真5I5、设计心得6装IiJI1、设计题目«Ii利用全加器构成3位并行加法器IIII2、设计目的III!对已学过的组成原理知识知识进行综合运用，能按要求设计出具冇一定功能的i逻辑电路，掌握计算机系统组成及内部工作机制、理解计算机各功能部件工作原理的
2、基础上，深入掌握数据信息流和控制信息流的流动过程，进一步加
3、深计算机系统各模i块间相互关系的认识和整机的概念，培养开发和调试计算机的技能。在设计实验中提竽供应用所学专业知识分析问题和解决问题的能力。:IIII3、设计任务I:IIij-1、利用已知一位二进制全加器的逻辑结构，设计出具有并行功能的3位二进制!加法器。
4、2、利用QuartusII完成电路图的绘制，选择合适的逻辑电路和芯片。i3、对所设计的电路分析其性能优劣，并与所熟悉的其他电路做比较，总结各自I纟;优缺点。i4、利用软件进行仿真。I:5、完成设计实验报告.I!4、设计过程IIIi4.1设计基础IIIII;II加法器是计算机的基木运算部件之一。(1)将AnBn以及进位输入Cn・l
5、相加称为全价，其功能表如下图:AnBnCn-1FnCn0000000110100101010101010011011100111111a.(全加器功能表)(a)全加器的逻辑图由功能表可得全加和Fn和进位输出Cn表达式：Fn=AnBnCn-1+AiTBiiCnPl+AnBnCn-1+AnBnCn-1Cn=AnBnCn-1+AnBn~Cn-l+An~BnCn-1+AnBnCn-1Fn还可以用两个半加器来形成：Fn=An©Bn©Cn-l但加法吋间较长，只是因为其位间进位使串行的传送的，木位全加和Fi必须等低位进位Ci-1来到后才能进行，加法时间与位数有关，只有改变进位逐位传送，才能提高
6、加法器的工作速度。因此，只要使各位的进位不需依赖上一个进位即可。所以我们采用“超前进位产生电路”来同吋形成各位进位，从而实现快速加法，这就是超前进位加法器的设计思想来源。4.2设计原理«I:i超前进位产生电路是根据各位进位的形成条件来实现的。只要满足下列二条件:中任一个，就可以形成Ci，(1)A
7、,Bi均为1(2)ApB
8、任一个位1,且进位CoI位1。
9、可以写出G的表达式为Ci二A
10、Bi+(A
11、+B])Co
12、只要满足下述条件中任一个即可形成C2,(1)A2,B2均为I;(2)A2B2任一为1,I且Ai,Bi均为1；(3)A2,B2任一为1，同吋Ai,B
13、任一为1,且Co为1。辈
14、可以写出C2的表达式为•C2=A?B2+(A2+B2)A]B]+(A2+B2)(A]+Bi)Co■!ftl±,同理可得到II•C3=A3B3+(A3+B3)A2B2+(A3+B3)(A2+B2)A
15、B[+(A3+B3)(A2+B2)(A1+B1)Co订由上面的式子可知：IjC]=A]B]+(A]+B])CoIIC2=A?B2+(A2+B2)C]IIC3二A3B3+(A3+B3)C2A引入进位传递函数Pi和进位产生函数Gi・其定义如下：I；Pi二A汁Bi・iG二AiBiIPi的意义是:当Ai,Bi中有一个为1时,若有进位输入，则木位向高位传送此进位，这个进i位可看成是低位进位越过本
16、位直接向高位传递的.
17、Gi的意义是:当Ai,Bi均为1吋，不管有无进位输入，木位定会产生向高位产生的进i位.I将Pi,Gi代入G〜C4式，便可得：IIII丨C1=Go+PoCoIIIC2二G]+P1G°+P]P0C0C3=G2+P2G1+P2P1G0+P2P1PoQ)由以上分析可得出在输入项为A3A2A1AO和BsBgBiBo以及进位输入C。时,各个输出项S3S2S1S0和进位输出C4分别为：S3=A3®B3®C3S2=A2©B2©C2Sj—Ai©B]©C
18、So=Aq®Bo®Co由此我们可以画出如下电路原理路:iJI4.3模拟与仿真Valueat10?ns20.230?ns40.
19、0iName40.0ns40.0•J1^0C1-1AO•XAO>呼2yAO爾CiB1M4SiB11I_LTLJ1_LTiJI649nsInteivd:03n$Stat18.075nsrjnn_jriLJon_dnn_jnLjrnLJon_LOirn血昨20.卜30.0ns40卜50.0ns60•脚TO.Ons80卜^.Ons1叫5、设计心得通过本课程设计，自己学会了很多，以前只是完全按照书上的模式来连接电路图，现在学会了如何自己动手去构造实验原理图，并且大致能解决实验过程中出现的
