南昌大学通信工程：一位二进制全减器设计与仿真

在南昌大学的EDA实验中，学生王浩龙（学号6100208223，通信工程082班）参与了一项验证型实验，主要目标是学习和实践QuartusII的VHDL文本设计，并熟悉简单的组合电路设计。实验内容涉及设计一个基础的电路——一位二进制全减器。 全减器是一种能够执行两个二进制数相减的逻辑电路，它不仅给出差值（D），还同时产生借位信号（C）。全减器设计的关键在于利用两个半减器（Half Subtractor）通过逻辑连接构成，即通过第一个半减器的差位（T）作为第二个半减器的输入，而借位信号则通过“或”门进行处理。半减器的输入包括被减数A、减数B，输出是差值T和借位C。 实验的具体步骤包括： 1. **设计与实现**： - 采用原理图输入法和文本输入法两种方式设计全减器，按照分层设计原则，底层由半加器和逻辑门组成。 - 半加器是全减器的基础组件，利用希尔方程描述方法（Half Subtractor IS）来编写VHDL代码，定义实体（Entity）halfsubIS，其输入A和B，输出T和C。 2. **过程设计**： - 在半减器的实现过程中，使用进程（Process）来控制信号的延迟，设置10ns延时，以避免电路中的毛刺和冒险现象，确保信号稳定。 3. **仿真与分析**： - 完成电路设计后，进行波形仿真，通过分析仿真波形图，可以验证电路功能的正确性，理解各个信号的时序关系和行为。 4. **实验评估**： - 实验报告中还记录了实验日期（2010.10.18）以及实验成绩，这表明实验不仅注重理论学习，也对实践技能进行了考核。 通过这个实验，学生不仅锻炼了VHDL编程技能，还加深了对数字逻辑电路的理解，提升了硬件设计和分析能力。整个实验流程涵盖了从原理理解、电路设计到实际操作和结果验证的全过程，有助于培养学生的实践动手能力和逻辑思维。