第5关：32位快速加法器设计

实验目的

帮助学生理解成组进位产生函数，成组进位传递函数的概念，熟悉 Logisim 平台子电路的概念，能利用前述实验封装好的4位先行进位子电路以及4位快速加法器子电路构建16位、32位、64位快速加法器，并能利用相关知识分析对应电路的时间延迟，理解电路并行的概念。

视频讲解

实验内容

利用16位快速加法器以及先行进位电路构建32位快速加法器，并探讨其时间延迟。 可能方案：（1）2个16位加法器直接串联，C16 信号采用下层的进位输出；（2））2个16位加法器直接串联，C16 进位输入采用上层的进位输出；（3）在16位快速加法器的基础上再增加一级组间先行进位电路，类似64位快速加法器的方法；分别分析3种不同方案可能的总延迟，选择速度最快的方案实现32位快速加法器，并分析其时间延迟，其引脚如图所示。其中 X，Y 为32位相加数，Cin 为进位输入，S 为和数输出，Cout 为进位输出，Overflow 为有符号加法运算溢出信号。

电路框架

alu.circ

电路引脚

信号	输入/输出	位宽	说明
X	输入	32位	加数
Y	输入	32位	加数
C0	输入	1位	进位输入
S	输出	32位	运算和
C32	输出	1位	最32位进位位
C31	输出	1位	第31位进位位

电路测试

完成实验后，利用文本编辑工具打开 alu.circ 文件，将所有文字信息复制粘贴到 Educoder 平台的 alu.circ 文件中，再点击评测按钮即可进行本关测试。平台会对你设计的电路进行自动测试，为方便测试，请勿修改子电路封装，本关测试用例如下:

1. Cnt X Y C0 Sum C32 C31
2. 00 00000005 c0000003 0 c0000008 0 0
3. 01 c1d5aa08 0119cc6b 1 c2ef6774 0 0
4. 02 fe41a0e1 9a2b14e0 1 986c5bc2 1 1
5. 03 da405843 c728b6ea 0 a169f02d 1 1
6. 04 3d1c7a2a 9fad949e 0 dccae0c8 0 0
7. 05 b5b838da b59899a2 1 6b502d7d 1 0
8. 06 89585d86 ce717451 0 57c91dd7 1 0
9. 07 e4f4bad8 ed64e090 0 d259b968 1 1
10. 08 72560570 094220bc 0 7b98622c 0 0
11. ...

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开始你的闯关任务吧，升级打怪中....

 

参考答案：

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参考电路图

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附上链接：

https://www.writebug.com/article/1cb43ede-f627-11ed-ada1-0242ac1a0006https://www.writebug.com/article/1cb43ede-f627-11ed-ada1-0242ac1a0006

关于接下来的实验内容，我也会在【WRITE-BUG数字空间】更新，也可以为大家带来更好的观感，带来更多的分享，欢迎大家前来浏览。