FPGA编程入门——实现一位全加器

一、实验目的

1、 首先基于Quartus 软件采用原理图输入方法完成一个1位全加器的设计。

然后通过4个1位全加器的串行级联，完成一个4位全加器的原理图设计；再改用 Verilog编程（3种模式：门电路、数据流和行为级描述），完成这个4位全加器设计，并观察Verilog代码编译综合后生成的 RTL电路，与之前电路图设计的4位全加器电路进行对比 。

2、编写 测试激励Verilog模块，用Modelsim 对4位全加器 Verilog模块进行仿真测试，观察仿真波形图。

如果仿真波形的逻辑功能正确，就连接的实验室 DE2-115开发板硬件上，完成引脚绑定，烧录，再拨动按钮开关，进行加法器 正确性的验证。

一位全加器原理

一位全加器可以看作由两个半加器组成，其中一个用于计算当前位的求和位，另一个用于计算进位位。全加器在多位加法器中使用，以实现多位数之间的加法运算。

一位全加器输出公式

二、实现一位全加器

1、在Quartus中新建项目

2、然后在出现的界面中填写工程的路径和名称，我这里创建的项目名称为full_add_1bit；接着选择需要的芯片，然后接着Next，直到Finish，完成工程的创建。

3、在构建好的项目中点击File->New新建如下文件来绘制原理图

4、根据一位加法器原理图选择组件绘制电路图

双击器件可以修改器件名称，为了之后的试验，将两个input分别修改为num1和num2，and2的输出为cout，xor的输出为sum。绘制好的电路图如下：

编译电路图，并在Tool->Netlist Viewers->RTL Viewer中查看电路图

三、仿真验证

1、创建一个向量波形文件，File->New，然后选择“University Program VWF”

2、在新创建的波形文件中添加前面生成的一位全加器组件

先选择Node Finder这个选项，然后再点击List，之后点击’>>'，然后点击两次OK，就可以回到上面的那个界面，并且，此时信号也添加成功了。

3、添加成功后波形结果如下：

4、对波形信号进行编辑，之后进行仿真检验

5、检验结果如下，对照真值表，发现检验结果符合预期，电路正确，可以进行烧录

四、烧录运行