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1.實驗原理
加法器是數字系統中的基本邏輯器件。例如：為了節省資源，減法器和硬件乘法器都可由加法器來構成。但寬位加法器的設計是很耗費資源的，因此在實際的設計和相關系統的開發中需要注意資源的利用率和進位速度等兩方面的問題。
多位加法器的構成有兩種方式：并行進位和串行進位方式。并行進位加法器設有并行進位產生邏輯，運算速度快；串行進位方式是將全加器級聯構成多位加法器。通常，并行加法器比串行級聯加法器占用更多的資源，并且隨著位數的增加，相同位數的并行加法器比串行加法器的資源占用差距也會越來越大。
2.設計
12位加法器是將3個4位加法器串行連接而形成的。如果每個4位加法器都有100ns的吞吐延遲，那么該結構的最大延遲時間將是300ns。在同步電路中，這種結構是為了使所有的操作都在同一時鐘周期內進行。本文采用另一種流水線結構可以通過把該處理過程分配到多個時鐘周期上，以更高的吞吐速率進行操作。速度和物理資源的折中保證了這種方法是可行的。四位全加器可對兩個多位二進制數進行加法運算，同時產生進位。當兩個二進制數相加時，較高位相加時必須加入較低位的進位項（Ci），以得到輸出為和（S）和進位（C0）。
其中CIN表示輸入進位位，COUT表示輸出進位位，輸入A和B分別表示加數和被加數。
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