减法器

最新推荐文章于 2025-04-14 17:37:28 发布

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文章标签： FPGA 减法器

原文链接：https://blog.youkuaiyun.com/zhouxuanyuye/article/details/104816292

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减法器可以由基础的半减器和全减器模块组成，或者基于加法器和控制信号搭建。
定义Nbit被减数x，减数Y，差为D（difference）；
来自低bit的借位Bi，想高bit借位Bi+1，i为bit序号。
在这里插入图片描述

一、半减器

半减器用于计算两bitXi和Yi的减法，输出结果Di和向高位的借位Bo（Borrow output）。其真值表、逻辑表达式、verilog描述和门电路图如下：
在这里插入图片描述

module half_sub(
	input xi,
	input yi,
	output di,
	output bi
);
assign di = xi ^ yi;
assign bi = (~xi)&yi;

endmodule

在这里插入图片描述

二、全减器

全减器不同于半减器在于，全减器输入来自低位的借位Bi（Borrow input），另外两个输入xi、yi，输出为Di和向高位借位Bo。
在这里插入图片描述
逻辑表达式

module full_sub(
	input xi,
	input yi,
	input bi,
	output di,
	output do
);
assign di = x1^yi^bi;
assign do = (~xi&bi) | (~xi&yi) | (yi&bi);
endmodule

在这里插入图片描述

三、减法器

全减器
在这里插入图片描述根据全减器搭建16bit减法器，如下图：
除了使用半减器和全减器搭建减法器之外，减法器使用控制信号便可以与加法器共用相同的结构。X和Y均采用二进制补码表示

~Y是对Y按bit取反。
加减法器

以上是基于行波进位加法器修改的电路结构，使其同时具有加法和减法的功能。由加或者减的控制信号，决定该部件的功能，输入C0=0时表示加法，C0=1表示减法。为了溢出与符号位考虑，以上结构最后进位输出要与控制信号进位异或以满足减法器需求。

（1）基于全减器
在这里插入图片描述（2）根据行波进位加法器，通过控制信号，使其同时具有加法和减法的功能。注意进位