组成原理——定点原码一位乘法器设计与实现
基于8位模型机的定点原码一位乘法的实现
Ｋ ｅ ｏ ｄｓ ｏ ｐｕｔｒｏ ｇａ ｚ ｔｏｎ；ｍ ｏｄ ｌｃ ｙ ｗ ｒ ：ｃ ｍ ｅ ｒ ｎｉａｉ ｅ ｏｍ ｐ ｅ ； ｉ —ｏｒｇ ｎａ ｕ ｔ ｉ ａｉ ｕｔ ｒ ｐｏ ｎｔ— ｉｉ ｌ ｍ ｌｉ ｃ ｔｏｎ； ｉ ｒ ｏｇ ａ ｐｌ ｍ ｃ ｏｐｒ ｒｍ
定点一位乘法器的两种变形设计方案及其实现
依法 器 的逻辑 结构 原理 ， 是 其 中 存放 部 分 积 ｚ Ｒ 存 放 乘 数 ｙ， ， Ｒ 存放 被乘 数 ｘ， 、 具 有 右 移 功 能 ， 终 存 放 的是 完 整 的乘 Ｒ 均 最 积。 该逻辑结构 图的工作情 况在参考 文献 ［］ １ 中有详 细 介绍 ， 这里 不再说 明。
张
杰 陈建 华
张 安琴
李潢 琦
太原 ０ ０ ０ ３０ ６ ／
／ 州 轻 工 业 学院 ＼ ｆ 京 农 业 大 学 ＼ ／ 匕 自动 控 制 技 术 研 究所 ＼ 郑 南 ｜方
＼郑 州 ４ ０ ０ ／ ＼ 京 ２ ０ ３ ／ ＼ ５０ ２ 南 １ ０ ６
【 摘
要】 介绍 了在具有 算术逻辑 芯片但 不具有 乘法功 能 的简单 计算机硬件 系统 中， 点一位 乘法器 的两种 实 定
维普资讯
第 １ ５卷
第１ Ｏ期
电 脑 开 发 与 应 用
定 点 一 位 乘 法 器 的 两 种 变 形 设 计 方 案 及 其 实 现
Ｄ ｅ ｉ ｎ ｓ ｇ ａｎｄ Ｉ ｐｌ ｍ ｅ ａ ｉ ｎ ｆ Ｔｗｏ Ｄ ｉ ｔ ｒ ｉ ｍ ｅ ｎｔ ｔｏ ｏ ｓ ｏ ｔｏｎ ａ ｆ Ｐｌ ｎｓ ｏ Ｒｅ ｇｕｌ ｒ Ｐｏ ｎｔ Ｏ ｎｅ Ｂｉ ｕ ｔ ｐｌｅ ａ ｉ ｔ Ｍ ｌｉ ｉ ｒ
Ｚ— ２ （ Ｘ＋ｚ ） １ ０ ｚ — ２ 一Ｘ ＋ ｚ ） ２ 一（ ｌ １
；
ｚ 一 ２一 （ － ＋ Ｘ ＋ ｚ １ ｉ１ ）
；
ｚ 一 Ｘ ＊Ｙ 一 ２一 （ Ｘ ＋ ｚ 一 ） ｌ １
１ 定 点 一位 乘 法 器 基 本 实 现 原理
ｂ ｎ Ｕ ｎ ｖ ｒ ｉｙ ｙ Ｆｕ Ｄａ ｉ ｅ ｓ ｔ ．
《定点乘法器》PPT课件知识讲解
数学特征
N
n1
ai 2i i0
n1
[1 i0 (1 ai )2i ]
an 0 an 1
n1
统一表示为 Nan2n ai2i i0
负权因数
22
计算
例1：已知[X]补＝01101, [Y]补＝10101, 求它们表示的数值？
23
直接补码阵列乘法
以5位二进制乘法为例。A＝(a4)a3a2a1a0 B＝(b4)a3a2a1a0
带权输入
XYZ -X -Y -Z
000 001 010 011 100 101 110 111
X Y -Z -X -Y Z
000 001 010 011 100 101 110 111
带权输出
CS -C -S
00 01 01 10 01 10 10 11
C -S -C S
00 01 11 00 11 00 10 11
4
一 定点数原码乘法
1 原码的乘法 基本思想:每次用乘数的一位去乘被乘数。 (1).算法分析 例. 0.1101×1.1011
乘积 P = X × Y 符号 SP= SX⊕SY
5
实例
0.1101
×0.1011 1101
1101 0000 1101
部分积
0.10001111 上符号：1.10001111 问题：1）加数多（由乘数位数决定）。
ai*＝ai⊕ECi－1,
0≤i≤n
17
求补器
说明： 按位扫描的方法，进行求补的方法就是从
数的最右端a0开始,,由右向左,直到找出第 一个“1”，ai以左的每一个输入位都求反, 即1变0,0变1。 当控制信号线E为“1”时,启动对2求补的操 作。E为“0”时,输出将和输入相等。 最右端的起始链式输入C－1必须永远置成 “0”。
基于8位模型机的定点原码一位乘法的实现
基于8位模型机的定点原码一位乘法的实现摘要：本文介绍了基于8位模型机的定点原码一位乘法的实现方法。
首先介绍了定点原码乘法的基本概念，然后详细讲解了实现过程中所需的寄存器、逻辑电路和运算流程，并给出了具体的示例。
最后，对该方法的优缺点进行了讨论，并提出了改进方法。
关键词：定点原码乘法；8位模型机；寄存器；逻辑电路；运算流程；优缺点；改进方法一、引言定点原码乘法是数字电路设计中的基本运算之一，其实现方法多种多样。
本文介绍了基于8位模型机的定点原码一位乘法的实现方法，该方法具有简单、直观、易于理解等优点，适合初学者学习。
二、定点原码乘法的基本概念定点原码乘法是指两个定点数相乘的运算。
定点数是指小数点位置固定的数，一般用二进制表示。
定点数可以分为无符号数和有符号数两种。
无符号数是指没有正负之分的数，而有符号数则包含正负两种情况。
在定点原码乘法中，两个数的小数点位置相同，相乘后的结果的小数点位置也相同。
在计算机中，定点原码乘法通常使用加法器和移位器实现。
三、实现过程1. 寄存器实现定点原码乘法需要使用多个寄存器，主要包括乘数寄存器、被乘数寄存器、积寄存器、进位寄存器等。
乘数寄存器用于存储乘数，被乘数寄存器用于存储被乘数，积寄存器用于存储乘积。
进位寄存器用于存储进位信号，通常为1或0。
2. 逻辑电路实现定点原码乘法需要使用多个逻辑电路，主要包括加法器、移位器、比较器等。
加法器用于实现乘法中的加法操作，移位器用于实现乘法中的位移操作，比较器用于判断乘积是否溢出。
3. 运算流程定点原码乘法的运算流程如下：（1）将乘数和被乘数分别存入乘数寄存器和被乘数寄存器中；（2）将积寄存器清零；（3）按位乘法的规则，将乘数的最低位与被乘数相乘，并将结果加到积寄存器中；（4）将乘数右移一位，被乘数左移一位；（5）重复步骤3和步骤4，直到乘数的所有位数都处理完毕；（6）判断乘积是否溢出，若溢出则进行相应的处理。
4. 示例以乘数为1011，被乘数为1101为例，演示定点原码乘法的实现过程。
定点数原码一位乘法c语言
定点数原码一位乘法c语言定点数原码一位乘法是一种基于原码表示法的乘法运算方法，其基本思想是将被乘数和乘数都表示为定点数，然后按照二进制一位一位地相乘，并累加得到最终结果。
以下是一个用C语言实现的定点数原码一位乘法的示例代码：```cinclude <>// 定义定点数类型typedef int fixed_point;// 定义定点数原码一位乘法函数fixed_point multiply(fixed_point a, fixed_point b) {fixed_point result = 0; // 初始化结果为0int i = 0; // 初始化位数为0while (b != 0) { // 循环计算每一位的乘积if (b & 1) { // 如果b的最低位为1result += a << i; // 将a左移i位后加到结果中}a <<= 1; // 将a左移一位b >>= 1; // 将b右移一位i++; // 位数加1}return result; // 返回结果}int main() {fixed_point a = 10; // 被乘数fixed_point b = 3; // 乘数fixed_point result = multiply(a, b); // 调用乘法函数计算结果printf("(%d %d) = %d\n", a, b, result); // 输出结果return 0;}```在上述代码中，我们定义了一个定点数类型`fixed_point`，并实现了一个`multiply`函数，该函数接收两个定点数作为参数，并返回它们的乘积。
在函数中，我们使用了一个循环来计算每一位的乘积，具体实现方式是通过左移操作将每一位的乘积加到结果中。
最后，我们在`main`函数中调用`multiply`函数，并输出结果。
计算机组成原理2.3 定点乘法运算
2.3.1 原码乘法
• 图2.5示出了5×5位阵列乘法器的逻 辑电路图 • 图中一位全加器FA中所有被加数项 的排列和前面A×B=P乘法过程中的 被加数矩阵相同 • 不带符号的阵列乘法器逻辑电路图
2.3.1 原码乘法
• 这种乘法器要实现n位×n位时，需要 n(n－1)个全加器和n2个“与”门。 • 该乘法器的总的乘法时间可以估算如 下： • 令Ta为“与门”的传输延迟时间，Tf为 全加器(FA)的进位传输延迟时间，假 定用2级“与非”逻辑来实现FA的进 位链功能，那么我们就有：Ta ＝ Tf ＝ 2T
2.3.1 原码乘法
• 上面CAI演示所示的带求补级的阵列乘 法器既适用于原码乘法，也适用于间 接的补码乘法。 • 在原码乘法中，算前求补和算后求补 都不需要，因为输入数据都是立即可 用的。 • 而间接的补码阵列乘法需要使用三个 求补器
2.3.1 原码乘法
[例17] 设ｘ＝＋15,ｙ＝－13,用带求补器 例 的原码阵列乘法器求出乘积ｘ·ｙ＝？ [解：]设最高位为符号位,则输入数据为 解 [ｘ]原 ＝01111 [ｙ]原 ＝ 11101 符号位单独考虑,算前求补级后 |ｘ|＝1111，|ｙ|＝1101
2.3.1 原码乘法
• 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。
计算机组成原理课设 定点原码一位除法器的设计
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：定点原码一位除法器的设计院（系）：计算机学院专业：计算机科学与技术班级：94010101学号：2009040101013姓名：胡桂林指导教师：周大海完成日期：2012年1月13日沈阳航空航天大学课程设计报告目录第1章总体设计方案 (1)1.1设计环境 (1)1.2设计原理 (2)第2章详细设计方案 (4)2.1总流程图 (4)2.2上商置0模块流程图 (6)2.3上商置1模块流程图 (6)2.4商的符号流程图 (7)第3章测试结果 (9)3.1程序仿真 (9)3.2仿真测试一 (9)3.3仿真测试二 (10)附录 (11)参考文献 (14)第1章总体设计方案1.1 设计环境伟福COP2000实验箱，用汇编语言编程实现定点原码一位除法器COP2000 计算机组成原理实验系统由实验平台、开关电源、软件三大部分组成。
实验平台上有寄存器组R0-R3、运算单元、累加器A、暂存器W、直通/左移/右移单元、地址寄存器、程序计数器、堆栈、中断源、输入/输出单元、存储器单元、微地址寄存器、指令寄存器、微程序控制器、组合逻辑控制器、扩展座、总线插孔区、微动开关/指示灯、逻辑笔、脉冲源、20 个按键、字符式LCD、RS232 口。
COP2000集成调试软件（即仿真测试软件）共分为6部分：（1）主菜单区实现实验仪的各项功能的菜单，包括[文件][编辑][汇编][运行][帮助]五大项，各项线面做详细介绍。
（2）快捷图标区快速实现各项功能按键（3）源程序/机器码区在此区域有源程序窗口，反汇编窗口，EM程序代码窗口。
源程序用于输入，显示，编辑汇编源程序：反汇编窗口显示程序编译后的机器码及反汇编的程序；EM程序代码窗口用数据方式机器码。
（4）机构图/逻辑波形区结构图能结构化显示模型机的各部件，以及运行时数据走向寄存器值；逻辑波形图能显示模型机运行时所有信号的程序。
原码一位乘法
后连同乘数一起右移一位。
③ 重复第②步直到运算 n次为止。 （n为乘数数值 部分的长度）
第十三页，共20页。
小飞守角制作
例3.9 根据原码(yuán mǎ)一位乘法的算法3.计8 。算例 解： [x]原＝0.1101，[y] 原＝1.1011 ，
乘积(c[hzé]n原gj＝ī)[x× y]原
＝ 2-1 xy1＋2 -2 xy2＋ 2-3xy3＋2-4xy4 ＝2-1{2-3xy4＋2-2xy3＋2-1xy2＋xy1} ＝ 2-1 {2-1[2-2xy4 ＋ 2 -1xy 3＋xy2]＋ xy1} ＝2-1 {2-1[2 -1 (2 -1xy4＋xy3)＋xy 2]＋xy1} ＝2-1{2-1 [2 -1 (2-1 <0+xy 4>＋ xy3 )＋xy2]＋xy1}
第十二页，共20页。
小飞守角制作
原码一位乘法(chéngfǎ)的算法
① 积的符号(fúhào)单独按两操作数的符2号加(（fú异hà或o)）模
得到。用被乘数和乘数的数值部分(bù fen)进行运算。 ② 以乘数的最低位作为乘法判别位，若判别位为
1，则在前次部分积（初始部分积为 0）上加上
被乘数，然后连同乘数一起右移一位；若判别
（1）设初始(chū shǐ)部分积0，的每值求为得一个部分(bù fen)积，就同
与上一次部分积相加，每次运算器都是完成两个数据 的加法，最终可得到结果。
（ 2）将每次的部分积左移一位操作变为加法之前部分积
右移一位来实现，因为前一次部分积的最低位是不参 与相加计算的，将右移操作移出位用专门的寄存器来
0.10001111 将所有部分积相加，得到最后的乘积
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组成原理——定点原码一位乘法器设计与实现定点原码一位乘法器是一种用于进行定点数乘法运算的电路。
它是计算机系统中常用的基本算术电路，用于实现乘法操作。
在本文中，我们将讨论定点原码一位乘法器的设计原理以及其实现方法。
定点数表示法是一种用整数表示的数值表示法，其中小数点的位置是固定的。
在定点数乘法运算中，我们需要将两个输入数值进行相乘，并将结果输出。
定点原码一位乘法器的设计目标是实现高精度的乘法运算，同时保持低功耗和低延迟。
定点原码一位乘法器的设计原理基于布尔代数和逻辑电路。
其主要包括以下几个步骤：
1.输入信号：定点原码一位乘法器通常有两个输入信号，分别代表两个乘数。
这些信号通常由时钟信号触发，以确保同步操作。
2.加法器和移位器：定点原码一位乘法器使用加法器和移位器来实现乘法操作。
移位器用于将乘数（或加数）进行位移操作，以便选择正确的乘积位。
加法器用于将部分乘积相加，并输出最终的乘积结果。
3.乘积位选择：乘积位选择决定了哪些部分乘积需要相加以得到最终乘积结果。
这通常通过导线连接来实现，其中每根导线对应于一个部分乘积位。
4.符号位处理：定点原码一位乘法器还需要处理符号位。
这涉及到对符号位进行逻辑与门操作，以确保最终结果的符号正确。
定点原码一位乘法器的实现通常使用逻辑门、移位寄存器、加法器等电路元件。
它的实现过程可以分为以下几个步骤：
1.设计逻辑电路：根据定点原码一位乘法器的设计原理，设计逻辑电路图，其中包括逻辑门、移位寄存器和加法器等。
2.实现逻辑电路：根据设计的逻辑电路图，使用逻辑门、移位寄存器和加法器等电路元件，来实现电路的物理连接。
3.进行仿真：使用仿真工具，对设计的电路进行仿真测试，以验证电路的正确性和性能。
4.调整和优化：根据仿真结果，对电路进行调整和优化，以提高电路的性能和功耗。
5.布局和布线：根据最终设计的电路图，对电路进行布局和布线，以保证电路的可靠性和稳定性。
6.制造和测试：将电路进行制造和测试，以确保制造的电路符合设计要求，并具有良好的性能和可靠性。
定点原码一位乘法器是计算机系统中常用的基本算术电路，用于实现乘法运算。
通过理解其设计原理和实现方法，我们可以更好地理解乘法运算的基本原理，并为设计更复杂的乘法器提供基础。
同时，定点原码一位乘法器的设计与实现还可以帮助我们深入了解逻辑电路设计和数字电路设计的相关知识。