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func_sel

Operation

result_sel

result(a, b)

Adder

0

Addition

00

a + b

Subtractor

1

Subtraction

00

a - b

Comparator

1

Subtraction

01

if(a >= 0)

00000000

if(a < 0)

00000001

AND unit

×

AND

10

a and b

OR unit

×

OR

11

a or b

module alu(a, b, func_sel, result_sel, result);

input [7:0] a, b; // 입력값 a, b

input func_sel; // adder, subtractor, comparator 선택

input [1:0] result_sel; // adder(subtractor), comparator, and unit, or uint 선택

output [7:0] result; // 결과값

reg [7:0] result;

reg [7:0] adder_result; // adder 결과

reg [7:0] and_result; // and 결과

reg [7:0] or_result; // or 결과

m_adder adder1(a, b, adder_result, func_sel); // adder 모듈 실행

m_and and1(a, b, and_result); // and 모듈 실행

m_or or1(a, b, or_result); // or 모듈 실행

always@(result, adder_result, and_result, or_result, result_sel)

case(result_sel) // result_sel에 의해서 결과값 선택

2'b00 : result = adder_result;

2'b01 :

begin

if(adder_result >= 0) // a >= b 이면

result = 8'b00000000;

else // a < b 이면

result = 8'b00000001;

end

2'b10 : result = and_result;

2'b11 : result = or_result;

endcase

endmodule

module m_adder(a, b, adder_result, func_sel);

input [7:0] a, b;

input func_sel;

output [7:0] adder_result; // adder 결과값

wire [7:0] c; // 캐리를 위한 연결 변수

wire [7:0] b1; // 보수를 위한 연결 변수

m_complement com1(b, b1, func_sel); // b의 보수 모듈 실행

m_half_adder ha(a[0], b1[0], c[0], adder_result[0]); // 반가산기 모듈 실행

m_full_adder fa1(a[1], b1[1], c[0], c[1], adder_result[1]); // 반가산기 캐리를 받아

m_full_adder fa2(a[2], b1[2], c[1], c[2], adder_result[2]); // 7개 전가산기 모듈 실행

m_full_adder fa3(a[3], b1[3], c[2], c[3], adder_result[3]);

m_full_adder fa4(a[4], b1[4], c[3], c[4], adder_result[4]);

m_full_adder fa5(a[5], b1[5], c[4], c[5], adder_result[5]);

m_full_adder fa6(a[6], b1[6], c[5], c[6], adder_result[6]);

m_full_adder fa7(a[7], b1[7], c[6], c[7], adder_result[7]);

endmodule

module m_full_adder(a, b, cin, cout, adder_result);

input a, b, cin;

output cout, adder_result;

wire c1, c2, s1;

m_half_adder ha1(b, cin, c1, s1); // b와 캐리인을 반가산기로 계산

m_half_adder ha2(a, s1, c2, adder_result); // a와 계산된 s1 값을 반가산기로 계산

assign cout = c1 | c2; // 최종적으로 발생된 캐리를 cout에 저장

endmodule

module m_half_adder(a, b, c, adder_result);

input a, b;

output c, adder_result;

assign adder_result = a ^ b; // xor연산한 값을 결과비트에 저장

assign c = a & b; // and연산한 값을 캐리에 저장

endmodule

module m_complement(b, b1, func_sel);

input [7:0] b;

input func_sel;

output [7:0] b1;

reg [7:0] tmp; // 보수 변환값을 저장하기 위한 임시 변수

always@(b, tmp, func_sel)

case(func_sel) // func_sel에 따라서 보수를 취할지 결정함

1'b0 : tmp = b;

1'b1 : tmp = ~b + 1;

endcase

assign b1 = tmp; // 변환된 값을 b1에 저장

endmodule

module m_and(a, b, and_result);

input [7:0] a, b;

output [7:0] and_result;

assign and_result = a & b; // a와 b를 and연산함

endmodule

module m_or(a, b, or_result);

input [7:0] a, b;

output [7:0] or_result;

assign or_result = a | b; // a와 b를 or연산함

endmodule