Adders.hs

   1 module Adders where
   2 import Bits
   3 import qualified Sim
   4 import Language.Haskell.Syntax
   5
   6 mainIO f = Sim.simulateIO (Sim.stateless f) ()
   7
   8 show_add f = do print ("Sum:   " ++ (displaysigs s)); print ("Carry: " ++ (displaysig c))
   9   where
  10     a = [High, High, High, High]
  11     b = [Low, Low, Low, High]
  12     (s, c) = f (a, b)
  13
  14 -- Not really an adder, but this is nice minimal hardware description
  15 wire :: Bit -> Bit
  16 wire a = a
  17
  18 -- Not really an adder either, but a slightly more complex example
  19 inv :: Bit -> Bit
  20 inv a = hwnot a
  21
  22 -- Not really an adder either, but a slightly more complex example
  23 invinv :: Bit -> Bit
  24 invinv a = hwnot (hwnot a)
  25
  26 -- Not really an adder either, but a slightly more complex example
  27 dup :: Bit -> (Bit, Bit)
  28 dup a = (a, a)
  29
  30 -- Combinatoric stateless no-carry adder
  31 -- A -> B -> S
  32 no_carry_adder :: (Bit, Bit) -> Bit
  33 no_carry_adder (a, b) = a `hwxor` b
  34
  35 -- Combinatoric stateless half adder
  36 -- A -> B -> (S, C)
  37 half_adder :: (Bit, Bit) -> (Bit, Bit)
  38 half_adder (a, b) =
  39   ( a `hwxor` b, a `hwand` b )
  40
  41 -- Combinatoric stateless full adder
  42 -- (A, B, C) -> (S, C)
  43 full_adder :: (Bit, Bit, Bit) -> (Bit, Bit)
  44 full_adder (a, b, cin) = (s, c)
  45   where
  46     (s1, c1) = half_adder(a, b)
  47     (s, c2)  = half_adder(s1, cin)
  48     c        = c1 `hwor` c2
  49
  50 -- Four bit adder
  51 -- Explicit version
  52 -- [a] -> [b] -> ([s], cout)
  53 exp_adder :: ([Bit], [Bit]) -> ([Bit], Bit)
  54
  55 exp_adder ([a3,a2,a1,a0], [b3,b2,b1,b0]) =
  56   ([s3, s2, s1, s0], c3)
  57   where
  58     (s0, c0) = full_adder (a0, b0, Low)
  59     (s1, c1) = full_adder (a1, b1, c0)
  60     (s2, c2) = full_adder (a2, b2, c1)
  61     (s3, c3) = full_adder (a3, b3, c2)
  62
  63 -- Any number of bits adder
  64 -- Recursive version
  65 -- [a] -> [b] -> ([s], cout)
  66 rec_adder :: ([Bit], [Bit]) -> ([Bit], Bit)
  67
  68 rec_adder ([], []) = ([], Low)
  69 rec_adder ((a:as), (b:bs)) =
  70   (s : rest, cout)
  71   where
  72     (rest, cin) = rec_adder (as, bs)
  73     (s, cout) = full_adder (a, b, cin)
  74
  75 -- Four bit adder, using the continous adder below
  76 -- [a] -> [b] -> ([s], cout)
  77 --con_adder_4 as bs =
  78 --  ([s3, s2, s1, s0], c)
  79 --  where
  80 --    ((s0, _):(s1, _):(s2, _):(s3, c):_) = con_adder (zip ((reverse as) ++ lows) ((reverse bs) ++ lows))
  81
  82 -- Continuous sequential version
  83 -- Stream a -> Stream b -> Stream (sum, cout)
  84 --con_adder :: Stream (Bit, Bit) -> Stream (Bit, Bit)
  85
  86 -- Forward to con_adder_int, but supply an initial state
  87 --con_adder pin =
  88 --  con_adder_int pin Low
  89
  90 -- Stream a -> Stream b -> state -> Stream (s, c)
  91 --con_adder_int :: Stream (Bit, Bit) -> Bit -> Stream (Bit, Bit)
  92 --con_adder_int ((a,b):rest) cin =
  93 --  (s, cout) : con_adder_int rest cout
  94 --  where
  95 --    (s, cout) = full_adder a b cin
  96
  97 -- vim: set ts=8 sw=2 sts=2 expandtab: