在 HDL 中实现有符号加法器

Question

大家好，我正在从事一个需要我使用签名加法器的项目。如何在不使用算术运算符的情况下在 HDL 中实现此加法器？（不需要测试台），是否有办法修改现有的加法器电路以作为带符号的加法器工作，如果是这样，您的输入将有很大帮助。先感谢您。

Answer 1

要回答问题的第一部分，您需要实现（例如）一个波纹进位加法器，它是一系列全加器 以某种方式连接。互联网上会有大量关于此的内容，因为它是标准内容。例如：http://eda-playground.readthedocs.io/en/latest/code-examples/full-adder.html

回答问题的第二部分：可以处理有符号数的加法器与只能处理无符号数的加法器是相同的，只要输入和输出使用 two's complement 代表。

要使用二进制补码表示对数字取反，将所有位取反并加一。例如，使用 8 位二进制补码表示

 23  is  00010111    and
-23  is  11101001    which was generated by inverting all the bits (11101000) and then adding 1

现在让我们使用标准加法器将两者相加，即像您在学校学到的那样进行长加法：

 23  is  00010111 
-23  is  11101001 +
         --------
      (1)00000000
         --------

看：它起作用了！ (1) 是进位输出，可以忽略。将两个数字相加的结果需要比这两个数字中较宽的那个宽一位。所以，我们真的应该首先将两个输入加宽到 9 位。因此，在 9 位二进制补码表示中：

 23  is  000010111 
-23  is  111101001 +
         ---------
      (1)000000000
         ---------

您通过 sign-extending 扩大使用二进制补码表示的数字（即 signed 数字）：也就是说，你拿左边的位（MSB，符号位）并向左重复它（在这种情况下一次，因为我们只加宽了 1 位）。

Implementing signed adder in HDL