fpga計分牌實現(xiàn)加減FPGA計分牌是一種集成電路板，能夠?qū)δ承┦录M行計數(shù)，并且能夠在時鐘滴答時通過數(shù)字顯示器顯示計時結(jié)果。這些計時器可用于許多不同的場合，如體育比賽、競賽等等，而計分牌的加減功能則是一種更加實用的設計方式，方便比賽過程中進行得分的加減操作。本文將會詳細介紹如何實現(xiàn)FPGA計分牌的加減功能。

FPGA計分牌的原理

FPGA計分牌通常由兩部分組成：數(shù)字顯示器和計數(shù)器。數(shù)字顯示器負責將計數(shù)器的計數(shù)結(jié)果進行顯示，而計數(shù)器則負責計數(shù)，并將計數(shù)結(jié)果傳遞給數(shù)字顯示器。這些計數(shù)器通常是可編程的，可以設置所需的計數(shù)值和計數(shù)開始值，以滿足不同的需要。

在FPGA計分牌中，我們需要實現(xiàn)的是加減功能。這個功能可以通過使用可編程邏輯數(shù)組(PLA)來實現(xiàn)。PLA是一種硬件電路，能夠執(zhí)行某些布爾邏輯函數(shù)。在FPGA中，PLA可以實現(xiàn)許多不同的功能。

加法實現(xiàn)

要實現(xiàn)加法，需要使用一個完整加法器。完整加法器的電路模型如下圖所示：

完整加法器有三個輸入：兩個加數(shù)和一個進位。加法器的輸出為和和進位?？梢钥闯?，完整加法器只能對兩個二進制數(shù)進行加法操作。

現(xiàn)在，假設我們要對兩個兩位二進制數(shù)進行加法。我們可以使用兩個完整加法器將這兩個二進制數(shù)相加。如下圖所示：

這里，我們使用了兩個完整加法器，將兩個兩位二進制數(shù)相加，得到四位二進制數(shù)的結(jié)果。這樣，我們就實現(xiàn)了“加”的操作。

減法實現(xiàn)

要實現(xiàn)減法，需要使用補碼。補碼是一種數(shù)字表示法，可用于表示負數(shù)和正數(shù)。在二進制補碼中，正數(shù)的補碼是其本身，而負數(shù)的補碼則是該數(shù)的反碼加一。

現(xiàn)在，假設我們要對兩個兩位二進制數(shù)進行減法。我們可以先將減數(shù)轉(zhuǎn)換為其補碼，然后將它與被減數(shù)相加。如下圖所示：

這里，我們使用了兩個完整加法器將這兩個二進制數(shù)相加。被減數(shù)為$x$，減數(shù)為$y$。我們將$y$轉(zhuǎn)換為其補碼$-y$，并將其加入$x$中。然后做溢出檢查，如果結(jié)果大于兩個二進制數(shù)可以表示的最大值，該減法結(jié)果將為負，并將在下面表示。

通過這種方法，我們就實現(xiàn)了“減”的操作。需要注意的是，這里小于號的含義是兩個二進制數(shù)進行加法后的結(jié)果是否小于兩個二進制數(shù)可以表示的最小值。

結(jié)論

在FPGA計分牌中，加減運算是一個常見的需求。通過使用可編程邏輯數(shù)組(PLA)，我們可以實現(xiàn)加減運算。具體來說，我們可以使用兩個完整加法器實現(xiàn)加法，使用補碼和兩個完整加法器