QUARTUS II编写程序设计8位算术逻辑运算器,将算术逻辑单元与寄存器组集成,设计简单的运算器。运算器的输入可来自寄存器组某通用寄存器或PC寄存器,结果输出到寄存器组的某通用寄存器或PC寄存器。
时间: 2023-06-25 10:07:01 浏览: 280
以下是一个基本的8位算术逻辑运算器的Verilog代码实现示例:
```verilog
module arithmetic_logic_unit(input [70] A, B, // 输入数据
input [2:0] opcode, // 操作码
input cin, // 进位信号
output reg [7:0] out, // 输出数据
output reg cout); // 进位输出
always @(*) begin
case (opcode)
3'b000: out = A + B; // 加法
3'b001: out = A - B; // 减法
3'b010: out = A & B; // 与运算
3'b011: out = A | B; // 或运算
3'b100: out = A ^ B; // 异或运算
3'b101: out = ~A; // 取反运算
3'b110: out = A << 1; // 左移一位
3'b111: out = A >> 1; // 右移一位
endcase
if (cin)
out = out + 1; // 如果有进位信号,则加1
end
assign cout = (opcode == 3'b010 && (A[0] & B[0])) | // 与运算产生进位
(opcode == 3'b011 && (A[0] | B[0])) | // 或运算产生进位
(opcode == 3'b000 && (out[8] != 0)) | // 加法产生进位
(opcode == 3'b001 && (out[8] == 0)); // 减法不产生进位
endmodule
```
以上代码实现了8种基本的算术逻辑运算,可以通过输入不同的操作码来选择不同的运算。进位信号cin用于加法运算时产生进位。输出数据out和进位输出cout均为8位。
然后将算术逻辑单元与寄存器组集成,可以使用以下Verilog代码实现:
```verilog
module alu_with_reg(input clk, rst, // 时钟和复位信号
input [7:0] A, B, // 输入数据
input [2:0] opcode, // 操作码
input reg reg_write_en, // 寄存器写使能信号
input [2:0] reg_write_addr, // 寄存器写地址
input [2:0] reg_read_addr, // 寄存器读地址
output reg [7:0] out // 输出数据
);
wire [7:0] alu_out;
wire cout;
arithmetic_logic_unit alu(A, B, opcode, 1'b0, alu_out, cout);
reg [7:0] regs [0:7];
always @(posedge clk, posedge rst) begin
if (rst) begin
for (int i = 0; i < 8; i++) begin
regs[i] <= 8'h00; // 复位所有寄存器
end
end else begin
if (reg_write_en) begin
regs[reg_write_addr] <= alu_out; // 写入寄存器
end
end
end
assign out = regs[reg_read_addr]; // 读取寄存器
endmodule
```
以上代码实现了一个带有寄存器的算术逻辑运算器,可以通过reg_write_en信号和reg_write_addr地址选择要写入的寄存器,通过reg_read_addr地址选择要读取的寄存器。注意,在时钟上升沿时进行寄存器读写操作。
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