[디지털 회로설계] 1-Bit Full Adder를 통한 4-Bit Full Adder 설계
[디지털 회로설계] 1-Bit Full Adder를 통한 4-Bit Full Adder 설계
디지털 회로설계
1. 제목 : 1-Bit Full Adder를 통한 4-Bit Full Adder 설계
2. 개요 :
1) 목적 : 1-bit full adder를 통한 4-bit full adder를 설계하여 adder에 대한 이해도를 높인다. N-bit adder로 확장하는 방식을 익혀 계층구조를 이해하고 VHDL의 PORT MAP 사용법을 익힌다.
2) 방법 :
[1-bit adder]
(1) 1 bit adder의 truth table을 구하고 카르노맵을 이용하여 minimization한다.
(2) 최소화한 식으로 1-bit adder을 VHDL 언어로 설계한다. 이때 입력은 x와 y이며 출력은 s와 반올림 되는 수 c(캐리어)이다.
(3) 1-bit adder의 waveform을 출력한다.
[adder_package]
(4) 1bit adder를 package에 위치시키도록 VHDL언어로 로 설계한다.
[4-bit adder]
(5) 4 bit의 벡터 x, y와 carry in을 입력으로 갖고 4 bit의 벡터 s와 carry out을 출력으로하는 4 bit adder을 1bit adder 4개를 통해 설계한다.
(6) 설계한 4-bit full adder를 임의의 x, y 값을 입력하여 waveform을 출력한다.
3. 이론
(1) Half Adder
단지 2 bit의 덧셈을 구현하는 회로를 half adder이라고 한다. 2진수 덧셈은 사용되는 각 자리의 값들이 0 또는 1을 갖는다. 두개의 1 bit 수에 대한 덧셈은 4개의 가능한 조합이 있는데 결과를 표현하기위해서는 더하는 값들보다 1자릿수가 높은 bit, 즉 2 bit가 필요하다. x와 y가 모두 1일 경우 반올림 되는 carry 값을 표현해야 하기 때문이다.
(2) Full Adder
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1. 제목 : 1-Bit Full Adder를 통한 4-Bit Full Adder 설계
2. 개요 :
1) 목적 : 1-bit full adder를 통한 4-bit full adder를 설계하여 adder에 대한 이해도를 높인다. N-bit adder로 확장하는 방식을 익혀 계층구조를 이해하고 VHDL의 PORT MAP 사용법을 익힌다.
2) 방법 :
[1-bit adder]
(1) 1 bit adder의 truth table을 구하고 카르노맵을 이용하여 minimization한다.
(2) 최소화한 식으로 1-bit adder을 VHDL 언어로 설계한다. 이때 입력은 x와 y이며 출력은 s와 반올림 되는 수 c(캐리어)이다.
(3) 1-bit adder의 waveform을 출력한다.
[adder_package]
(4) 1bit adder를 package에 위치시키도록 VHDL언어로 로 설계한다.
[4-bit adder]
(5) 4 bit의 벡터 x, y와 carry in을 입력으로 갖고 4 bit의 벡터 s와 carry out을 출력으로하는 4 bit adder을 1bit adder 4개를 통해 설계한다.
(6) 설계한 4-bit full adder를 임의의 x, y 값을 입력하여 waveform을 출력한다.
3. 이론
(1) Half Adder
단지 2 bit의 덧셈을 구현하는 회로를 half adder이라고 한다. 2진수 덧셈은 사용되는 각 자리의 값들이 0 또는 1을 갖는다. 두개의 1 bit 수에 대한 덧셈은 4개의 가능한 조합이 있는데 결과를 표현하기위해서는 더하는 값들보다 1자릿수가 높은 bit, 즉 2 bit가 필요하다. x와 y가 모두 1일 경우 반올림 되는 carry 값을 표현해야 하기 때문이다.
(2) Full Adder
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