Sumador, multiplexor y restador de 4 bits en xilinxs

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Introducción:

Un Medio Sumador es un circuito combinacional que realiza la suma aritmética de 2 números binarios de 1 bit cada uno.

A B Co S
0 0 0 0
0 1 0 1
1 0 0 1
1 1 1 0

Un Sumador Completo es el circuito combinacional que realiza la suma aritmética de tres números binarios de 1 bit cada uno. Un sumador completo se puede implementar uniendo dos mediossumadores.

A B Cin Cout S
0 0 0 0 0
0 0 1 0 1
0 1 0 0 1
0 1 1 1 0
1 0 0 0 1
1 0 1 1 0
1 1 0 1 0
1 1 1 1 1

Sumador Paralelo de n bits
Un sumador paralelo de n bits es un circuito combinacional capaz de realizar la suma aritmética de 2 datos de n bits cada uno. Se implementa conectando encascada nsumadores completos.

Para un sumador paralelo de 4 bits se tiene la siguiente configuración:

[pic]

Del mismo modo para los restadores de n bits los restadores completos se pueden poner en cascada .
Cada una de las salidas Di de los restadores esta conectada a un indicador de salida para mostrar la diferencia. Las lineas de préstamo conectan la salida Bo de un restador a la entrada Di delsiguiente bit mas significativo.

[pic]

Un multiplexor es un sistema combinacional que contiene entradas de selección con las cuales escoge la entrada dependiendo del numero que se le asigne para mostrarla en la salida. ejemplo:

Para un multiplexador de 4 entradas

Son necesarias 2 líneas de selección para lograr direccionar las 4 entradas. Las combinaciones posibles de las líneas decontrol o selección son:
00  para la primera entrada (entrada 0)
01  para la segunda entrada (entrada 1)
10  para la tercera entrada (entrada 2)
11  para la cuarta entrada (entrada 3)

Para obtener multiplexores de más de 1 bit se conectan en paralelo teniendo S1 y S0 comunes a ambos variando el numero de entradas de selección dependiendo de las entradas .

Objetivos:

•Familiarizarse con el uso de buses para el diseño de circuitos.

• Aprender a utilizar componentes previamente diseñados para generar nuevos.

Descripción:

Utilizando los componentes diseñados en la sesión anterior o generando nuevos componentes. Se deberán entregar un sumador, restador completo de 4 bits y un multiplexor de 4 palabras de 4 bits cada una. Las entradas del sumador y restadorpueden ser los switches. Y para el multiplexor se deben utilizar 2 botones para hacer la selección, los 8 switches para formar 2 palabras y con los dos botones restantes formar la mitad de una palabra, la palabra restante debe ser elegida. Las salidas deben estar en los leds de la tarjeta.

Metodología:

SUMADOR DE 4 BITS

1. Se definieron las entradas que en este caso son 2 buses (x, y) de 4bits cada uno y dos salidas una un bus de 4 bits (z) el resultado de la suma y la otra de un bit (Ak) el acarreo final.

2. Después se definen los componentes (diseñados en la práctica pasada) para este caso los sumadores de un bit con sus variables de entrada “a”, “b” y “c” (acarreo del sumador anterior) y las de salida “s” y “cout” (acarreo final de ese sumador).

3. Se definen lasseñales internas, que son los acarreos intermedios que salen de un sumador y entran al siguiente, “p” sale del primero y entra al segundo, “q” sale del segundo y entra al tercero y “r” sale del tercero y entra al último sumador.

(Ver diagrama).

4. Se crean los componentes al ser un sumador de 4 bits, son 4 sumadores de 1 bit. La entrada “a” es el bit en la posición 0 de “x” y la entrada “b”es el bit en la posición 0 de “y”, el acarreo “c” de entrada es 0, la salidas son el bit en la posición 0 de “z” y el acarreo final de este sumador es la señal interna “p”, que entra al siguiente sumador y así con todos hasta que en el ultimo este acarreo se convierte en el bit mas significativo del resultado total de la suma.

Simulación

Aquí las entradas x = 1101 y = 1001 y se...
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