- 1、本文档共5页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
- 5、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
- 6、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们。
- 7、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
- 8、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
实验一、原码一位乘法器
一、引言
在计算机组成原理知识教学过程中,关于二进制乘法运算是一个较难理解的环节,其中又
以“定点原码一位乘法算法”是最基础的,针对这一算法设计实验方案,为学员提供实践环境,
对深入理解这一问题、以及进一步的学习其他乘法乃至除法算法都十分重要。
二、定点原码一位乘法算法
两个原码数相乘,其乘积的符号为相乘两数符号的异或值,数值则为两数绝对值之积。例
如:
[X]原=X0X1X2…Xn,X0为符号
[Y]原=Y0Y1Y2…Yn,Y0为符号
则[X·Y]原=(X0⊕Y0)|(X1X2…Xn)·(Y1Y2…Yn),符号“|”表示把符号和数值邻接
起来。
在计算时,符号位和数值位分别进行计算。对于数值位,逐次按乘数每一位(从低位到高
位)上的值是1还是0,决定一个相加数或者是被乘数或者是0,并向左偏移一位去加上次计算
得到的和(它又被称为部分积,其初值为0),如此进行乘数位数次,最终得到乘积。在此需要
注意的是:“相加数向左偏移一位后求和”和“上次计算得到的和向右偏移一位后求和”两种求
和的方法是等效的,设计乘法器时采用后一种方法,其目的是寻求部份积与乘数移位方向的一致
性。
例如X的值为1101,Y的数值为1011,求X·Y数值的过程如下:
三、定点原码一位乘法器的逻辑结构
根据以上算法,设计定点原码一位乘法器的逻辑结构如下图所示:
其中n位寄存器S1n称为部分积寄存器,初值为0,计算结束时寄存乘积高位;一位寄存器S0
用以寄存乘积符号;n+1位寄存器Y0n称为被乘数寄存器;n位寄存器X1n称为乘数寄存器,初
值为乘数,计算结束时寄存乘积低位;一位寄存器X0用以寄存乘数符号。
控制信号Scr用于S1n清零,低电平有效;Scp用于S1n的触发,上升沿有效;S0cp用于S
0的触发,上升沿有效,X0cp用于X0的触发,上升沿有效,并且乘法器运行时,要求先产生X
0cp,然后再产生S0cp,所以这两个信号正好应用一个正脉冲的两个边沿;Xcp用于X1n的触发,
上升沿有效;Ycp用于Y0n的触发,上升沿有效;Isc用于控制X1n是选择开关组值作输入还是
选择移位的部分积作输入。
另外,寄存器X1n的最低位Xn采用“与”运算用于控制输入加法器一端的是被乘数还是0,
所以为了防止发生不可预期的连加,Scp和Xcp必须是单稳态边沿触发信号。
应用该电路实现定点原码一位乘法的计算过程如下:
1)利用n+1位开关组使用Ycp初始化被乘数寄存器Y0n
为被乘数Y。
2)利用n+1位开关组使用X0cp、Xcp始化乘数寄存器X
0、X1n为乘数X。
3)使用S0cp令S0保存结果符号。
4)使用Scr把部分积寄存器S1n清零。
5)同时发送Scp、Xcp信号n次后得到计算结果。
6)停止。
开关组K0…Kn和LED组伴随计算的进行分别用以输入被乘数、乘数以及显示部分积的变
化情况以及最终结果。
四、定点原码一位乘法器的控制电路
由于以上乘法器电路较复杂,使用过程中所需控制信号较多,操作控制较麻烦的特点,另
外设计专门的控制电路为进一步验证其功能带来方便,同时也使这一设计方案自成体系,构成一
个完整的应用系统。
该控制电路的输出自然是乘法器所需控制信号Ycp、Xcp、S0cp、X0cp、Scp、Scr和Isc,
考虑到这些控制信号具体应用的时态有所不同,并且有的是边沿有效,有的是电平有效,所以设
计单稳态触发按钮B和开关组Kc1、Kc2、Kc3作为控制电路的输入,开关组的不同组合值可以
标识计算过程进行的步骤。据此就可以得到如下控制电路的输入与输出
文档评论(0)