CẤU TRÚC máy TÍNH LAB 1 thiết kế bộ cộng 4 bit

Sử dụng bộ cộng toàn phần full adder để thực hiện structural model.. Sử dụng mô tả hành vi để thực hiện behavioral model... Có thể tạo mạch logic sử dụng nhiều phép to

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

CẤU TRÚC MÁY TÍNH LAB 1 : Thiết kế bộ cộng 4 bit

SVTH: LÊ HOÀNG VÂN - 1435060

Tp HCM, tháng 3 năm 2016

I – M c tiêu ục tiêu

Mục tiêu của bài thí nghiệm này là xây dựng bộ cộng 4bit bằng hai cách:

1 Sử dụng bộ cộng toàn phần (full adder) để thực hiện (structural model).

2 Sử dụng mô tả hành vi để thực hiện (behavioral model).

II – Lý thuy t ho t đ ng c a m ch ết hoạt động của mạch ạt động của mạch ộng của mạch ủa mạch ạt động của mạch

Một mạch cộng toàn phần là mạch cho phép thực hiện cộng 3 bit nhị phân A, B và Cin (số dư của phép tính trước) và xuất ra 2 số, tổng S và số dư Cout.

Với: S = A B Cin

Cout = A.B + B.Cin + A.Cin

Bảng chân trị:

Sơ đồ mạch cộng toàn phần:

Có thể tạo mạch logic sử dụng nhiều phép toàn cộng cho N bit số:

III – Code design

Code VHDL mạch cộng 1bit fulladder (tham khảo giáo trình Kỹ thuật số):

Code VHDL mạch công 4bit fulladder (tham khảo giáo trình Kỹ thuật số):

IV – Test ch ương trình và dạng sóng ngõ ra ng trình và d ng sóng ngõ ra ạt động của mạch

Dùng Quartus 2 thực hiện mạch fulladder4bit :

Mô phỏng ngõ vào và ngõ ra với waveforms simulation:

Dùng modelsim để thực hiện kiểm tra mô phỏng:

Kết luận: Mô phỏng đã hoàn tất và mạch chạy tốt

Giản đồ cho thấy có những đoạn đáp ứng Cout thay đổi đột ngột trong khoảng thời gian rất nhỏ.

Thử thay đổi thời gian đáp ứng từ ps đến ns, giản đồ vẫn xuất hiện những đáp ứng đột ngột như vậy.

V – B ng chân tr các k t qu : ảng chân trị các kết quả : ị các kết quả : ết hoạt động của mạch ảng chân trị các kết quả :

0000 1111 0 1111 0 0001 1111 0 10000 1

0010 1101 0 1111 0 0011 1101 0 10000 1

0010 1110 0 10000 1 0011 1110 0 10001 1

0010 1111 0 10001 1 0011 1111 0 10010 1

0100 0000 0 0100 0 0101 0000 0 0101 0

0100 1011 0 1111 0 0101 1011 0 10000 1

0100 1100 0 10000 1 0101 1100 0 10001 1

0100 1101 0 10001 1 0101 1101 0 10010 1

0100 1110 0 10010 1 0101 1110 0 10011 1

0100 1111 0 10011 1 0101 1111 0 10100 1

0110 1001 0 1111 0 0111 1001 0 10000 1

0110 1010 0 10000 1 0111 1010 0 10001 1

0110 1011 0 10001 1 0111 1011 0 10010 1

0110 1100 0 10010 1 0111 1100 0 10011 1

0110 1101 0 10011 1 0111 1101 0 10100 1

0110 1110 0 10100 1 0111 1110 0 10101 1

0110 1111 0 10101 1 0111 1111 0 10110 1

1000 0100 0 1100 0 1001 0100 0 1101 0

1000 0111 0 1111 0 1001 0111 0 10000 1

1000 1000 0 10000 1 1001 1000 0 10001 1

1000 1001 0 10001 1 1001 1001 0 10010 1

1000 1010 0 10010 1 1001 1010 0 10011 1

1000 1011 0 10011 1 1001 1011 0 10100 1

1000 1100 0 10100 1 1001 1100 0 10101 1

1000 1101 0 10101 1 1001 1101 0 10110 1

1000 1110 0 10110 1 1001 1110 0 10111 1

1000 1111 0 10111 1 1001 1111 0 11000 1

1010 0101 0 1111 0 1011 0101 0 10000 1

1010 0110 0 10000 1 1011 0110 0 10001 1

1010 0111 0 10001 1 1011 0111 0 10010 1

1010 1000 0 10010 1 1011 1000 0 10011 1

1010 1001 0 10011 1 1011 1001 0 10100 1

1010 1010 0 10100 1 1011 1010 0 10101 1

1010 1011 0 10101 1 1011 1011 0 10110 1

1010 1100 0 10110 1 1011 1100 0 10111 1

1010 1101 0 10111 1 1011 1101 0 11000 1

1010 1110 0 11000 1 1011 1110 0 11001 1

1010 1111 0 11001 1 1011 1111 0 11010 1

1100 0011 0 1111 0 1101 0011 0 10000 1

1100 0100 0 10000 1 1101 0100 0 10001 1

1100 0101 0 10001 1 1101 0101 0 10010 1

1100 0110 0 10010 1 1101 0110 0 10011 1

1100 0111 0 10011 1 1101 0111 0 10100 1

1100 1000 0 10100 1 1101 1000 0 10101 1

1100 1001 0 10101 1 1101 1001 0 10110 1

1100 1010 0 10110 1 1101 1010 0 10111 1

1100 1011 0 10111 1 1101 1011 0 11000 1

1100 1100 0 11000 1 1101 1100 0 11001 1

1100 1101 0 11001 1 1101 1101 0 11010 1

1100 1110 0 11010 1 1101 1110 0 11011 1

1100 1111 0 11011 1 1101 1111 0 11100 1

1110 0001 0 1111 0 1111 0001 0 10000 1

1110 0010 0 10000 1 1111 0010 0 10001 1

1110 0011 0 10001 1 1111 0011 0 10010 1

1110 0100 0 10010 1 1111 0100 0 10011 1

1110 0101 0 10011 1 1111 0101 0 10100 1

1110 0110 0 10100 1 1111 0110 0 10101 1

1110 0111 0 10101 1 1111 0111 0 10110 1

1110 1000 0 10110 1 1111 1000 0 10111 1

1110 1001 0 10111 1 1111 1001 0 11000 1

1110 1010 0 11000 1 1111 1010 0 11001 1

1110 1011 0 11001 1 1111 1011 0 11010 1

1110 1100 0 11010 1 1111 1100 0 11011 1

1110 1101 0 11011 1 1111 1101 0 11100 1

1110 1110 0 11100 1 1111 1110 0 11101 1

1110 1111 0 11101 1 1111 1111 0 11110 1

Kết luận: Bài thực hiện mô phỏng fulladder4bit hoàn thành tốt đẹp.