VHDL 코드를 이용한 M bit 가산기와 비교기(spartan 보드 구현결과)

소개

설계실험Ⅲ
M bit 가산기와 비교기
목 차
실험 목적
실험 도구
Post Lab (실험 결과 및 분석, 논평)
실험 목적
이번 실험은 Xilinx 프로그램을 활용하여 2개의 2비트 adder를 사용하여 4비트 adder를 구현하고, 또한, 2개의 2비트 comparators를 사용하여, 4비트 comparator를 만드는 과정을 코딩한다. 그리고, Behavioral VHDL 모델과, Data Flow모델을 각각 사용해서 원하는 결과값을 얻을 수 있도록 구현해본다.
실험 도구
personal computer, Xilinx ISE 9.2i program, Spartan-3 Board, JTAG cables
Post Lab
Don’t describe the full adder and half adder
Design a 4-bit adder using two 2-bit adders
download the data into the kit
make an experiment using the test input
Analyze and discuss the result
Design a 4-bit comparator using two 2-bit comparators
download the data into the kit
make an experiment using the test input
Analyze and discuss the result
1) 4-Bit Adder Emulation 결과
사진에서 보면 오른쪽에 보이는 스위치가 입력 A 라고 할 수 있다.
오른쪽부터 1(0001), 2(0010), 4(0100), 8(1000)… 의 2진수 1의 입력 들어간다.
그리고 왼쪽에 상하좌우의 4개의 버튼이 보이는데 이 버튼이 입력 B이다.
아래쪽 버튼만 누르면 1(0001), 왼쪽버튼만 누르면 2(0010), 위쪽버튼만 누르면 4(0100), 오른쪽 버튼만 누르면 8(1000)이다. 예를 들어 7을 표현하고 싶으면 아래쪽, 왼쪽, 위쪽 버튼을 눌러주면 된다.
Adder(가산기)는 바로 이러한 입력 A와 B를 합한 결과를 LED에 표시해 준다. LED에 표시된 결과도 A의 입력방식과 마찬가지의 원리로 불이 켜지게 된다. 오른쪽부터 1(0001), 2(0010), 4(0100), 8(1000)… 순서로 불이 켜짐.
<입력 A와 LED 출력> <입력 B>
다음은 실제 실험 구현 결과 사진이다.
< A(0011) + B(0001) = Add Result (0100), Carry(0) >

A 입력으로 3이 들어갔고, B의 입력으로 1이 들어갔음을 알 수 있다.
LED 출력을 살펴보면 오른쪽에서 3번째 즉, 4가 제대로 나옴을 알 수 있다. 자리올림 수(Carry)는 없다.
< A(0111) + B(0001) = Add Result (1000), Carry(0) >
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목차

1. 실험 목적
2. 실험 도구
3. Post Lab
※ 토론 및 논평

본문내용

1. 실험 목적
이번 실험은 Xilinx 프로그램을 활용하여 2개의 2비트 adder를 사용하여 4비트 adder를 구현하고, 또한, 2개의 2비트 comparators를 사용하여, 4비트 comparator를 만드는 과정을 코딩한다. 그리고, Behavioral VHDL 모델과, Data Flow모델을 각각 사용해서 원하는 결과값을 얻을 수 있도록 구현해본다.


2. 실험 도구
personal computer, Xilinx ISE 9.2i program, Spartan-3 Board, JTAG cables


3. Post Lab
Don’t describe the full adder and half adder
Design a 4-bit adder using two 2-bit adders
download the data into the kit
make an experiment using the test input
Analyze and discuss the result
Design a 4-bit comparator using two 2-bit comparators
download the data into the kit
make an experiment using the test input
Analyze and discuss the result

1) 4-Bit Adder Emulation 결과
사진에서 보면 오른쪽에 보이는 스위치가 입력 A 라고 할 수 있다.
오른쪽부터 1(0001), 2(0010), 4(0100), 8(1000)… 의 2진수 1의 입력 들어간다.
그리고 왼쪽에 상하좌우의 4개의 버튼이 보이는데 이 버튼이 입력 B이다.
아래쪽 버튼만 누르면 1(0001), 왼쪽버튼만 누르면 2(0010), 위쪽버튼만 누르면 4(0100), 오른쪽 버튼만 누르면 8(1000)이다. 예를 들어 7을 표현하고 싶으면 아래쪽, 왼쪽, 위쪽 버튼을 눌러주면 된다.
Adder(가산기)는 바로 이러한 입력 A와 B를 합한 결과를 LED에 표시해 준다. LED에 표시된 결과도 A의 입력방식과 마찬가지의 원리로 불이 켜지게 된다. 오른쪽부터 1(0001), 2(0010), 4(0100), 8(1000)… 순서로 불이 켜짐.

참고자료

· ISE를 이용한 VHDL 및 FPGA 실습
· 공학박사 김재철
· 홍릉과학출판사