https://github.com/helogizzy/somador-bcd8421
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bcd-adder bcd8421 digital-systems sistemas-digitais somador
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- Host: GitHub
- URL: https://github.com/helogizzy/somador-bcd8421
- Owner: Helogizzy
- Created: 2022-10-14T11:07:07.000Z (over 3 years ago)
- Default Branch: main
- Last Pushed: 2022-10-15T15:34:02.000Z (over 3 years ago)
- Last Synced: 2025-06-14T07:04:20.434Z (about 1 year ago)
- Topics: bcd-adder, bcd8421, digital-systems, sistemas-digitais, somador
- Language: VHDL
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README
# Somador BCD8421
>Colaboradores: Heloisa Alves ([Github Profile](https://github.com/Helogizzy)), Ellen Bonafin ([GitHub Profile](https://github.com/EllenBonafin)) e Gabriel Mazzuco ([Github Profile](https://github.com/gabrielmazz))
## Descrição do Problema
Implementação de um somador BCD8421 para palavras com 4 dígitos (16 bits).
## Sistema Geral
Entradas:
- A: um vetor de 4 bits que representa o primeiro dígito a ser somado.
- B: um vetor de 4 bits que representa o segundo dígito a ser somado.
- Carry In (Cin): um bit que indica se a soma anterior causou overflow.
Saídas:
- S: um vetor de 4 bits que representa o resultado da soma.
- Carry Out (Cout): um bit que indica se a soma causou um overflow.
## Código Fadder
O Fadder é o somador, ele está dividi o em dois módulos:
### Módulo somador de 1 bit.
É realizado a soma das entradas A, B e o Carry de entrada. Ele resulta a saída S (que é o resultado da soma), caso estoure o tamanho vai resultar saída para o Cout. Utiliza-se as expressões retiradas das tabelas de Karnaugh.
### Módulo somador de 4 bits.
Apenas as conexões com os fios.
## Código BCDadder
As saídas S e Cout irão receber o sinal do fadder 1 quando o sinal de exceder for zero, senão vai receber o sinal de fadder 2, como mostra a figura.
Onde, o quadrado fadder4 a esquerda representa o Fadder 1, e o quadro fadder4 ajuste a direita representa o Fadder 2.
Essa parte do código (linha 27) já pré-supõe que temos os resultados do Fadder 1, pois como o VHDL executa em paralelo e tudo está ocorrendo ao mesmo tempo não há ordem para os testes.
```
begin
-- Seletores
S <= sinal_s_fadder_1 when sinal_excede = '0' else sinal_s_fadder_2;
Cout <= sinal_cout_fadder_1 when sinal_excede = '0' else '1';
```
Foi feita uma mini tabela de Van Karnaugh para a representação dos números em binário.
0 -> 0000
1 -> 0001
2 -> 0010
3 -> 0011
4 -> 0100
5 -> 0101
6 -> 0110
7 -> 0111
8 -> 1000
9 -> 1001
10 -> 1010
Note que a maioria dos números possuem o primeiro dígito igual a zero, com exceção do 8 e 9. Por isso, basta apenas verificar se há um número 1 no último dígito para confirmar.
A expressão NOT na frente do sinal significa que ele é zero (linha 33).
```
-- Parte da verificação se 8 ou se 9
candidato_a_oito <= (not sinal_s_fadder_1(2)) and ((not sinal_s_fadder_1(1)) and (not sinal_s_fadder_1(0)));
candidato_a_nove <= (not sinal_s_fadder_1(2)) and ((not sinal_s_fadder_1(1)) and sinal_s_fadder_1(0));
```
O seguinte teste (linha 37) verifica todos os números que começam com 1, com excessão do 8 e 9. É analisado se excede 9, se exceder vai emitir o valor 1.
```
-- Verifica se o resultado de fadder_1 excede 9
sinal_excede <= sinal_cout_fadder_1 or (sinal_s_fadder_1(3) and (not (candidato_a_oito or candidato_a_nove)));
```
Cada fadder vai retornar um número de 0 a 9 em decimal. Ao invés de representar apenas um dígito será apresentado 4, como mostra a figura a seguir:
A partir da linha 72 temos a expansão para 4 dígitos:
```
begin
bcdadder0 : bcdadder
port map(A(3 downto 0), B(3 downto 0), Cin, S(3 downto 0), carry(0));
bcdadder1 : bcdadder
port map(A(7 downto 4), B(7 downto 4), carry(0), S(7 downto 4), carry(1));
bcdadder2 : bcdadder
port map(A(11 downto 8), B(11 downto 8), carry(1), S(11 downto 8), carry(2));
bcdadder3 : bcdadder
port map(A(15 downto 12), B(15 downto 12), carry(2), S(15 downto 12), Cout);
end architecture;
```
## Código Teste Bench (TB_BCDadder)
Aqui é atribuído os valores de teste e realizada a soma dos números (linha 26).
A letra X é um indicador para o núemro hexadecimal.
```
process begin
sinal_a <= x"0404"; --Primeiro teste
sinal_b <= x"0328";
sinal_cin <= '0';
wait for 10 ns;
sinal_a <= x"9998"; --Segundo teste
sinal_b <= x"0004";
sinal_cin <= '0';
wait for 10 ns;
sinal_a <= x"0404"; --Terceiro teste
sinal_b <= x"0328";
sinal_cin <= '0';
wait for 10 ns;
sinal_a <= x"0815"; --Quarta teste
sinal_b <= x"0899";
sinal_cin <= '0';
wait for 10 ns;
wait;
end process;
```