1组合逻辑电路--算术运算电路

1.4.1 +、-、*、/、%电路

（1）加法电路：每1位大约消耗1个LE，示例代码如下

module arithmetic
(
    input [7:0] iA,
    input [7:0] iB,
    output [8:0] oAdd
);

assign oAdd=iA+iB;

endmodule 

RTL级视图如下

testbench如下

`timescale 1ns/1ns
module arithmetic_tb;

reg [7:0] ia=8'b1011_0111;
reg [7:0] ib=8'b0100_1000;
wire [8:0] oadd;

initial #100 $stop;

arithmetic arithmetic_inst
(
    .iA(ia),
    .iB(ib),
    .oAdd(oadd)
);

endmodule  

仿真波形如下

（2）乘法电路

代码将加法电路代码中语句oAdd=iA+iB;改为  oMul=iA*iB；即可。oMul位宽为[15:0]

代码综合后乘法单元直接调用的CycloneII嵌入式乘法器lpm_mult

RTL级视图

仿真波形图

 （3）除法电路

代码将加法电路代码中语句oAdd=iA+iB;改为  oDiv=iA/iB；即可。oDiv位宽为[7:0]

代码综合后除法单元直接调用的lpm_divide实现的

取余运算也很消耗资源，每位运算大约消耗10LE.

RTL级视图如下

RTL级波形仿真

(4)取余运算

代码将加法电路代码中语句oAdd=iA+iB;改为  oMod=iA%iB；即可。oMod位宽为[7:0]

代码综合后取余运算直接调用的lpm_divide实现的

除法运算很消耗资源，每位运算大约消耗10LE.

RTL级视图如下

RTL级波形仿真

1.4.2 数据比较器

代码如下，风格非常类似C语言

module arithmetic
(
    input [3:0] iA,
    input [3:0] iB,
    output oEQ,
    output oGT,
    output oLT,
    output oGT_EQ,
    output oLT_EQ,
    output oNEQ
);

assign    oEQ=(iA==iB),
        oNEQ=(iA!=iB),
        oGT=(iA>iB),
        oLT=(iA<iB),
        oGT_EQ=(iA>=iB),
        oLT_EQ=(iA<=iB);
endmodule 

RTL级视图如下

RTL级仿真波形如下

1.4.3 移位电路

1.4.3.1 逻辑移位电路

代码如下

module arithmetic
(
    input [7:0] iA,
    input [3:0] iBit,
    output [7:0] osll,
    output [7:0] osrl
);

assign    osll=iA<<iBit,
        osrl=iA>>iBit;
endmodule 

RTL级视图如下

RTL级仿真波形

1.4.3.2 算术移位

算术移位运算符为<<<,>>>;

有符号数算术移位和逻辑移位，两者左移时一样，右移时逻辑移位最高位填充的是0，算术移位最高位填充的是符号位。