超前进位加法器

超前进位加法器的思想：三步运算，1，由输入的A，B算出每一位的G，P；2，由各位的G，P算出每一位的GN：0，PN：0；3，由每一位的GN：0，PN：0与CIN算出每一位的COUT，S。其中第1，3步显然是可以并行处理的，计算的主要复杂度集中在了第2步。

第2步的并行化，也就是实现GN：0，PN：0的点运算分解的并行化。

这种思想的产生，基于对加法器的分析。

令G = AB，P = A⊕B，则COUT（G，P） = G + PCIN，S（G，P）=P⊕CIN。由此，A，B，CIN，S，COUT五者的关系，变为了G，P，CIN，S，COUT五者的关系。

再由点运算（），（G，P）（G’，P’）=（G + PG’,PP’），可以分解（G 3：2,P3：2） =（G3，P3）（G2，P2）。

设计加法器时，忽略CIN，将COUT并入S，使之成为S的第33位，则只有三个量：A，B，S。将A对应alu_in1[31：0]，B对应alu_in2[31：0]，S对应add_out[32：0]。

这样前两者便是加法器中的input，最后一个便是加法器中的output。

顶层模块的接口就是以上三个。在典型32位的超前进位加法器设计中，将三步运算中的第1，3步各用一个子模块实现，将第2步的运算分为五步，每一步用一个子模块实现，顶层共有7个模块。

从左至右，第一级由输入数据生成G，P。然后是第二，三，四，五，六级，共5级点运算。最后第七级，由前六级的结果产生和add_out[31:0]与进位add_out[32]。

可以看出，这七级是串行执行的关系。