用verilog设计16位超前进位加法器和激励

下面是一个16位超前进位加法器的Verilog代码和测试激励。

module carry_lookahead_adder(
    input [15:0] a,
    input [15:0] b,
    input cin,
    output [15:0] sum,
    output cout
);

wire [15:0] g; // 生成器
wire [15:0] p; // 传递器
wire [15:0] c; // 进位

assign g = a & b;
assign p = a ^ b;
assign c[0] = cin;
assign c[1:15] = g[0:14] | (p[0:14] & c[0:14]);

assign sum = a + b + cin;
assign cout = g[15] | (p[15] & c[14]);

endmodule

module tb_carry_lookahead_adder;

reg [15:0] a;
reg [15:0] b;
reg cin;
wire [15:0] sum;
wire cout;

carry_lookahead_adder dut(
    .a(a),
    .b(b),
    .cin(cin),
    .sum(sum),
    .cout(cout)
);

initial begin
    // Test case 1
    a = 16'h1234;
    b = 16'h5678;
    cin = 0;
    #10;
    if (sum !== 16'h68AC || cout !== 1'b0) $error("Test case 1 failed");

    // Test case 2
    a = 16'h1234;
    b = 16'h5678;
    cin = 1;
    #10;
    if (sum !== 16'h68AD || cout !== 1'b0) $error("Test case 2 failed");

    // Test case 3
    a = 16'hFFFF;
    b = 16'h0001;
    cin = 1;
    #10;
    if (sum !== 16'h0000 || cout !== 1'b1) $error("Test case 3 failed");

    $display("All test cases passed");
end

endmodule

在这里，我们定义了一个名为`carry_lookahead_adder`的模块，它具有输入`a`和`b`，以及一个进位输入`cin`。输出包括一个和输出`sum`和一个进位输出`cout`。

在模块内部，我们使用了三个中间信号`g`，`p`和`c`。`g`代表生成器，`p`代表传递器，`c`代表进位。我们使用`assign`语句将这些中间信号连接在一起。

最后，我们使用`assign`语句将和输出`sum`和进位输出`cout`连接到模块的输出。

在测试激励中，我们定义了三个测试用例，并使用`initial`块来执行这些测试用例。我们通过改变输入信号和等待一段时间来测试模块的输出。如果任何测试用例失败，我们将使用`$error`语句打印出一个错误消息。

请注意，这个超前进位加法器的代码实现是基于生成器-传递器方法的，这种方法在16位或更大的位宽时比较优秀。