如何构建8位宽HDL ALU？请求补全未完成的HDL代码

下面是补全后的完整ALU HDL代码，同时附上各补全模块的说明：

CHIP ALU {
IN
    x[8], y[8],  // 8-bit inputs
    zx, // zero the x input?
    nx, // negate the x input?
    zy, // zero the y input?
    ny, // negate the y input?
    f,  // compute out = x + y (if 1) or x & y (if 0)
    no; // negate the out output?

OUT
    out[8], // 8-bit output
    zr, // 1 if (out == 0), 0 otherwise
    ng; // 1 if (out < 0),  0 otherwise

PARTS:
// process the x input
Mux8(a=x, b=false, sel=zx, out=xOrZero);
Not8(in=xOrZero, out=xInverted);
Mux8(a=xOrZero, b=xInverted, sel=nx, out=xOperandToUse);

// process the y input
Mux8(a=y, b=false, sel=zy, out=yOrZero);
Not8(in=yOrZero, out=yInverted);
Mux8(a=yOrZero, b=yInverted, sel=ny, out=yOperandToUse);

// 执行按位与运算
And8(a=xOperandToUse, b=yOperandToUse, out=andResult);

// 执行加法运算
Add8(a=xOperandToUse, b=yOperandToUse, out=addResult);

// 根据f信号选择运算结果：f=0选与运算，f=1选加法
Mux8(a=andResult, b=addResult, sel=f, out=preNegOut);

// 根据no信号决定是否取反输出
Not8(in=preNegOut, out=negatedPreOut);
Mux8(a=preNegOut, b=negatedPreOut, sel=no, out=out);

// 设置零标志：若out全为0则zr=1
Or8Way(in=out, out=resultNonZero);
Not(in=resultNonZero, out=zr);

// 设置负数标志：提取out的最高位（8位补码中最高位为1表示负数）
Bit(in=out[7], out=ng);
}

补全模块说明 #

• 与运算：用And8芯片对预处理后的x、y操作数执行按位与，结果暂存到andResult。
• 加法运算：用Add8芯片完成预处理后x、y的加法操作，结果暂存到addResult。
• 运算结果选择：通过Mux8根据f信号切换与运算/加法运算的结果，输出到preNegOut。
• 输出取反：先对preNegOut取反得到negatedPreOut，再通过Mux8根据no信号决定最终输出是否取反，直接赋值给out。
• 负数标志：利用Bit芯片提取out的第7位（最高位），8位补码中该位为1即代表结果为负数，直接赋值给ng。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Sean Pilan