Adders.hs

   1 module Adders where
   2 import Bits
   3 import Language.Haskell.Syntax
   4
   5 main = do show_add exp_adder; show_add rec_adder;
   6
   7 show_add f = do print ("Sum:   " ++ (displaysigs s)); print ("Carry: " ++ (displaysig c))
   8   where
   9     a = [High, High, High, High]
  10     b = [Low, Low, Low, High]
  11     (s, c) = f (a, b)
  12
  13 -- Not really an adder, but this is nice minimal hardware description
  14 wire :: Bit -> Bit
  15 wire a = a
  16
  17 -- Not really an adder either, but a slightly more complex example
  18 inv :: Bit -> Bit
  19 inv a = hwnot a
  20
  21 -- Not really an adder either, but a slightly more complex example
  22 invinv :: Bit -> Bit
  23 invinv a = hwnot (hwnot a)
  24
  25 -- Combinatoric stateless no-carry adder
  26 -- A -> B -> S
  27 no_carry_adder :: (Bit, Bit) -> Bit
  28 no_carry_adder (a, b) = a `hwxor` b
  29
  30 -- Combinatoric stateless half adder
  31 -- A -> B -> (S, C)
  32 half_adder :: (Bit, Bit) -> (Bit, Bit)
  33 half_adder (a, b) =
  34   ( a `hwxor` b, a `hwand` b )
  35
  36 -- Combinatoric stateless full adder
  37 -- (A, B, C) -> (S, C)
  38 full_adder :: (Bit, Bit, Bit) -> (Bit, Bit)
  39 full_adder (a, b, cin) = (s, c)
  40   where
  41     s = a `hwxor` b `hwxor` cin
  42     c = a `hwand` b `hwor` (cin `hwand` (a `hwxor` b))
  43
  44 -- Four bit adder
  45 -- Explicit version
  46 -- [a] -> [b] -> ([s], cout)
  47 exp_adder :: ([Bit], [Bit]) -> ([Bit], Bit)
  48
  49 exp_adder ([a3,a2,a1,a0], [b3,b2,b1,b0]) =
  50   ([s3, s2, s1, s0], c3)
  51   where
  52     (s0, c0) = full_adder (a0, b0, Low)
  53     (s1, c1) = full_adder (a1, b1, c0)
  54     (s2, c2) = full_adder (a2, b2, c1)
  55     (s3, c3) = full_adder (a3, b3, c2)
  56
  57 -- Any number of bits adder
  58 -- Recursive version
  59 -- [a] -> [b] -> ([s], cout)
  60 rec_adder :: ([Bit], [Bit]) -> ([Bit], Bit)
  61
  62 rec_adder ([], []) = ([], Low)
  63 rec_adder ((a:as), (b:bs)) =
  64   (s : rest, cout)
  65   where
  66     (rest, cin) = rec_adder (as, bs)
  67     (s, cout) = full_adder (a, b, cin)
  68
  69 -- Four bit adder, using the continous adder below
  70 -- [a] -> [b] -> ([s], cout)
  71 --con_adder_4 as bs =
  72 --  ([s3, s2, s1, s0], c)
  73 --  where
  74 --    ((s0, _):(s1, _):(s2, _):(s3, c):_) = con_adder (zip ((reverse as) ++ lows) ((reverse bs) ++ lows))
  75
  76 -- Continuous sequential version
  77 -- Stream a -> Stream b -> Stream (sum, cout)
  78 --con_adder :: Stream (Bit, Bit) -> Stream (Bit, Bit)
  79
  80 -- Forward to con_adder_int, but supply an initial state
  81 --con_adder pin =
  82 --  con_adder_int pin Low
  83
  84 -- Stream a -> Stream b -> state -> Stream (s, c)
  85 --con_adder_int :: Stream (Bit, Bit) -> Bit -> Stream (Bit, Bit)
  86 --con_adder_int ((a,b):rest) cin =
  87 --  (s, cout) : con_adder_int rest cout
  88 --  where
  89 --    (s, cout) = full_adder a b cin
  90
  91 -- vim: set ts=8 sw=2 sts=2 expandtab: