沈阳航空航天大学定点原码阵列乘法器资料.docx

沈阳航空航天大学课程设计报告 沈阳航空航天大学 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：定点原码阵列乘法器的设计 院（系）：计算机学院 专 业：计算机科学与技术 班 级学 号：2012040101330 姓 名：赵堃 指导教师：杨华 完成日期：2015年01月15日 目 录  TOC \o 1-3 \h \z  HYPERLINK \l _Toc377122593 第1章 总体设计方案 1  HYPERLINK \l _Toc377122594 1.1 设计原理 1  HYPERLINK \l _Toc377122595 1.2 设计思路 1  HYPERLINK \l _Toc377122596 1.3 设计环境 2  HYPERLINK \l _Toc377122597 第2章 详细设计方案 3  HYPERLINK \l _Toc377122598 2.1 总体方案的设计与实现 3  HYPERLINK \l _Toc377122599 2.1.1创建顶层图形设计文件 3  HYPERLINK \l _Toc377122599 2.1.2器件选择、引脚绑定 4  HYPERLINK \l _Toc377122600 2.2 功能模块的设计与实现 4  HYPERLINK \l _Toc377122601 2.2.1全加器模块 4  HYPERLINK \l _Toc377122599 2.2.2四输入加法单元 5  HYPERLINK \l _Toc377122602 2.3 阵列乘法器的设计与实现 6  HYPERLINK \l _Toc377122603 第3章 编程下载与硬件测试  PAGEREF _Toc377122603 \h 10  HYPERLINK \l _Toc377122604 3.1 编程下载  PAGEREF _Toc377122604 \h 10  HYPERLINK \l _Toc377122605 3.2 硬件测试及结果分析  PAGEREF _Toc377122605 \h 10  HYPERLINK \l _Toc377122606 参考文献  PAGEREF _Toc377122606 \h 12 HYPERLINK \l _Toc377122607 课程设计总结  PAGEREF _Toc377122607 \h 13   PAGE \* MERGEFORMAT 14 总体设计方案 设计原理 课设题目是：定点原码阵列乘法器的设计；原码阵列乘法器是类似于人工计算的方法，乘数与被乘数都是二进制数。可以通过乘数从最后一位起各位依次与被乘数相与，自第二位起结果要依次向左移一位，形成一个阵列的形式。这就可将其看成一个全加的过程，将乘数某位与被乘数某位相与的结果加上乘数某位的下一位与被乘数某位的下一位相与的结果再加上前一列的进位进而得出每一位的结果。 题目要求为位（含1位符号位）的原码阵列乘法器，由阵列乘法器来完成数值部分的运算，结果的符号位则由两数的符号位进行异或运算得到；因此按照阵列乘法器的实现过程要完成数值部分的乘法运算(,,未标出的用于计算结果符号位)。阵列的每一行送入乘数Y的数位(i=4,3,2,1,0)，而各行错开形成的每一斜列则送入被乘数的对应数位(j=0,1,2,3,4)，各列部分积输入以及各行初始进位输入为0。完成数值部分计算需要由25个四输入加法单元组成，每一个单元由一个与门和一个1位全加器组成。 设计思路 采用自上而下的设计方法，顶层使用阵列乘法器原理设计数据的输入方式，底层输入自定，底层由25个阵列乘法器单元组成，完成数值部分计算，一个异或门完成符号位计算，从而实现带1位符号位的阵列乘法器；分析设计原理，得出如下实现设计的思路： 实现1位全加器； 实现由全加器和与门构成的四输入加法单元； 实现由异或门（符号位计算）和四输入加法单元构成的阵列乘法器。 设计环境 本课设使用到的设计环境主要有：1、软件环境： （1）Xilinx Foundation3.1可编程器件开发软件：该平台功能强大，主要用于百万逻辑门级的设计和1Gb/s的高速通信内核的设计 （2）COP2000仿真软件：提供一套已装载的方案，能进行加、减、与、或、带进位加、带进位减、取反、直通八种运算方式。通过实验仪的串行接口和PC 机的串行接口相连，提供汇编、反汇编、编辑、修改指令、文件传送、调试FPGA 实验等