串行定点一位补码乘法器的描述

课 程 设 计 报 告

课程设计名称：课程设计题目：

院（系）：专 业：班 级：学 号：姓 名：指导教师：完成日期：

计算机组成原理课程设计 定点补码一位乘法器的设计

目 录

第1章 总体设计方案 .................................................................................................. 1 1.1 设计原理............................................................................................................... 1 1.2设计思路 ................................................................................................................. 2 1.3 设计环境...................................................

课 程 设 计 报 告

课程设计名称：计算机组成原理课程设计 课程设计题目：定点补码一位乘法器的设计

院（系）：计算机学院 专 业：网络工程 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师：

完成日期：2011年1月14日

目 录

第1章 总体设计方案 .................................................................................................. 1 1.1 设计原理 .............................................................................................................. 1 1.2 设计思路 .............................................................................................................. 3 第2章 详细设计方案 .........................

沈 阳 工 程 学 院

课 程 设 计

设计题目：乘法器

系 别 自控系 班级 测控本082班 学生姓名 吴唯科 学号 2008310211 指导教师 黄硕/于源 职称 讲师/讲师 起止日期：2010 年 8 月 30 日起——至 2010 年 9 月 3

日止

沈阳工程学院

课程设计任务书

课程设计题目： 乘法器

系 别 自控系 班级 测控本082班 学生姓名 吴唯科 学号 2008310211 指导教师 黄硕/于源 职称 讲师/讲师 课程设计进行地点： B426 任 务 下 达 时 间： 2010 年 8 月 28 日 起止日期： 2010年8月30日 起——至2010年9月3日 止

教研室主任 秦 宏 2010年 8 月 28 日批准

I

乘法器

1 设计主要内容及要求：

1.1 设计目的：

（1）掌握乘法器的构成、原理与设计方法； （2）熟悉集成电路的使用方

阵列乘法器

三. 阵列乘法器早期计算机中为了简化硬件结构,采用串行的 位乘 早期计算机中为了简化硬件结构 采用串行的1位乘 采用串行的 法方案,即多次执行 加法—移位 操作来实现。 即多次执行“ 移位” 法方案 即多次执行“加法 移位”操作来实现。 这种方法并不需要很多器件。 这种方法并不需要很多器件。然而串行方法毕竟 太慢,自从大规模集成电路问世以来 自从大规模集成电路问世以来,出现了各种形 太慢 自从大规模集成电路问世以来 出现了各种形 式的流水式阵列乘法器,它们属于并行乘法器 它们属于并行乘法器。 式的流水式阵列乘法器 它们属于并行乘法器。 1.不带符号的阵列乘法器 不带符号的阵列乘法器 设有两个不带符号的二进制整数： 设有两个不带符号的二进制整数： A=am-1…a1a0 = B=bn-1…b1b0 = 它们的数值分别为a和 即 它们的数值分别为 和b,即 a =∑ai2ii=0 = m-1 -

b =∑bj2jj=0 =

n-1 -

阵列乘法器

在二进制乘法中,被乘数 与乘数 相乘,产生 位乘积P: 在二进制乘法中 被乘数A与乘数 相乘 产生 +n位乘积 ： 被乘数 与乘数B相乘 产生m+ 位乘积 P=pm+n-1…p1p0 = 乘积P 的数

本科毕业设计

基于FPGA的8位硬件乘法器设计

摘 要

VHDL（VHSIC Hardware Description Language）是当今最流行的硬件描述语言之一，能够对最复杂的芯片和最完整的电子系统进行描述。以硬件描述语言作为设计输入，经过简单的综合与布局，快速烧录至FPGA（Field Programmable Gate Array）上进行测试，是现代IC设计验证的技术主流。

乘法器是处理器进行科学计算和数字信号处理的基本硬件结构，是现代微处理器中的重要部件。乘法器完成一次乘法操作的周期基本上决定了微处理器的主频。本文基于FPGA，采用VHDL语言，结合MAX+plusⅡ这个强大的软件平台设计了8位二进制乘法器，并对其进行符号扩展，使其可以统一处理8位带符号数和无符号数。

高速乘法器设计通常分为三个关键步骤：部分积产生、部分积累加和最终结果获得。本文对部分积产生过程采用改进Booth算法，有效减少部分积加法项；为了统一带符号和无符号数，对部分积进行符号扩展；而对部分积的累加则采取3-2压缩器和4-2压缩器进行压缩；最终结果的获得则以一个根据部分积累加结果到达时间的不同进行延迟优化的选择进位加法器将累加结果和累加

任务书：

1、 十六位硬件乘法器电路 2、 八位硬件除法器电路 摘要：

设计一个16位硬件乘法器电路。要求2位十进制乘法，能用LED数码管同时显示乘数,被乘数和积的值.本设计利用Quartus II软件为设计平台,通过移位相加的乘法原理：即从被乘数的最低位开始，若为1，则乘数左移后与上一次的和相加；若为0，左移后以全零相加，直至被乘数的最高位。经软件仿真和硬件测试验证后,以达到实验要求。

设计一个8位硬件除法器电路。要求2位十进制除法，能用LED数码管显示结果、除数和被除数的值。根据被除数（余数）和除数的大小来上商，被除数低位补零，再减去右移后的除数也可以改为左移余数，减去除数，这样可以确保参与运算的寄存器具有相同位数。商写到寄存器的低位，然后再左移一位。经软件仿真和硬件验证后，以达到实验要求。

目录

2.任务书………………………………………………………………………………………………2 3.摘要…………………………………………………………………………………………………2 4.目录…………………………………………………………………………………………………3 5.正文…………………………………………………………………………………………………4

信息科学与技术学院 课 程 题电子EDA技术 课程设计

基于FPGA的乘法器设计

目：

目 录

中文摘要………………………………………………………………2 外文摘要…………………………………………………………………………2 1．绪论…………………………………………………………………………3 1.1概述………………………………………………………………3 1. 2 VHDL简介……………………………………………………… ………………3 1.3 实验平台…………………………………………………………5 2．乘法器初步设计…………………………………………………………………6 2.1设计思想………………………………………………………………6 2.2乘法器原理…………………………………………………………………6 2.3 乘法器设计流程……………………………………… ……………………7 3. 乘法器具体设计…………………………………………………………………9 3.1右移寄存器的设计……………………………………………………………9 3.2 加法器模块的设计…………………………………………… …………… 9 3.3 乘

信息科学与技术学院 课 程 题电子EDA技术 课程设计

基于FPGA的乘法器设计

目：

目 录

中文摘要………………………………………………………………2 外文摘要…………………………………………………………………………2 1．绪论…………………………………………………………………………3 1.1概述………………………………………………………………3 1. 2 VHDL简介……………………………………………………… ………………3 1.3 实验平台…………………………………………………………5 2．乘法器初步设计…………………………………………………………………6 2.1设计思想………………………………………………………………6 2.2乘法器原理…………………………………………………………………6 2.3 乘法器设计流程……………………………………… ……………………7 3. 乘法器具体设计…………………………………………………………………9 3.1右移寄存器的设计……………………………………………………………9 3.2 加法器模块的设计…………………………………………… …………… 9 3.3 乘

东北大学计算机组成原理课程设计,用COP2000实现乘法器和除法器。

计算机组成原理课程设计报告

班级：07计算机 06 班 姓名： 杨佳学 学号： 20073069

完成时间： 2009年12月25日

一、课程设计目的

1．在实验机上设计实现机器指令及对应的微指令（微程序）并验证，从而进一步掌握微程序设计控制器的基本方法并了解指令系统与硬件结构的对应关系；

2．通过控制器的微程序设计，综合理解计算机组成原理课程的核心知识并进一步建立整机系统的概念；

3．培养综合实践及独立分析、解决问题的能力。

二、课程设计的任务

针对COP2000实验仪，从详细了解该模型机的指令/微指令系统入手，以实现乘法和除法运算功能为应用目标，在COP2000的集成开发环境下，设计全新的指令系统并编写对应的微程序；之后编写实现乘法和除法的程序进行设计的验证。

三、 课程设计使用的设备（环境） 1．硬件

COP2000实验仪 PC机 2．软件

COP2000仿真软件

四、课程设计的具体内容（步骤）

1．详细了解并掌握COP 2000模型机的微程序控制器原理，通过综合实验来实现 （1）该模型机指令系统的特点：

① 总体概述

COP2000模型机包括了一

运算器部件实验：Booth乘法器

班级：软件工程

一、 实验目的

理解并掌握乘法器的原理。

二、 实验原理

Booth算法是一种十分有效的计算有符号数乘法的算法。算法的新型之处在于减法也可用于计算乘积。Booth发现加法和减法可以得到同样的结果。因为在当时移位比加法快得多，所以Booth发现了这个算法，Booth算法的关键在于把1分类为开始、中间、结束三种，如下图所示

当然一串0或者1的时候不操作，所以Booth算法可以归类为以下四种情况：

Booth算法根据乘数的相邻2位来决定操作，第一步根据相邻2位的4中情况来进行加或减操作，第二部仍然是将积寄存器右移，算法描述如下： （1） 根据当前为和其右边的位，做如下操作： 00: 0的中间，无任何操作；

01: 1的结束，将被乘数加到积的左半部分； 10：1的开始，积的左半部分减去被乘数； 11: 1的中间，无任何操作。 （2） 将积寄存器右移1位。

因为Booth算法是有符号数的乘法，因此积寄存器移位的时候，为了保留符号位，进行算术右移。同时如果乘数或者被乘数为负数，则其输入为该数的补码，若积为负数，则输出结果同样为该数的补码。

三、 实验步骤

（1） 打开Q