實(shí)驗(yàn)7 移位相加硬件乘法器設(shè)計(jì)

1、乘法器的設(shè)計(jì)p 乘法器是基本運(yùn)算之一，廣泛用在數(shù)字信號(hào)處乘法器是基本運(yùn)算之一，廣泛用在數(shù)字信號(hào)處理中，濾波器中乘法運(yùn)算必不可少。理中，濾波器中乘法運(yùn)算必不可少。p在在我們用語(yǔ)言設(shè)計(jì)電路時(shí)，初學(xué)時(shí)在設(shè)計(jì)乘法我們用語(yǔ)言設(shè)計(jì)電路時(shí)，初學(xué)時(shí)在設(shè)計(jì)乘法運(yùn)算時(shí)通常很簡(jiǎn)單的用運(yùn)算時(shí)通常很簡(jiǎn)單的用*操作，但是這種方法操作，但是這種方法談不上設(shè)計(jì)乘法器，其最終的硬件實(shí)現(xiàn)要根據(jù)談不上設(shè)計(jì)乘法器，其最終的硬件實(shí)現(xiàn)要根據(jù)綜合器綜合的結(jié)果，好的綜合器可以綜合出想綜合器綜合的結(jié)果，好的綜合器可以綜合出想要的結(jié)果，但是實(shí)際上這種粗放的設(shè)計(jì)通常得要的結(jié)果，但是實(shí)際上這種粗放的設(shè)計(jì)通常得到的都是劣等的乘法運(yùn)算，無(wú)法滿足對(duì)乘法速

2、到的都是劣等的乘法運(yùn)算，無(wú)法滿足對(duì)乘法速率的要求。率的要求。p在濾波電路中要求數(shù)據(jù)串行進(jìn)入接著進(jìn)行大量在濾波電路中要求數(shù)據(jù)串行進(jìn)入接著進(jìn)行大量的乘法運(yùn)算，當(dāng)所設(shè)計(jì)的乘法器的速度小于數(shù)的乘法運(yùn)算，當(dāng)所設(shè)計(jì)的乘法器的速度小于數(shù)據(jù)進(jìn)入的速度的時(shí)候就會(huì)導(dǎo)致出錯(cuò)。據(jù)進(jìn)入的速度的時(shí)候就會(huì)導(dǎo)致出錯(cuò)。乘法器設(shè)計(jì)-乘號(hào)乘法器設(shè)計(jì)-乘號(hào)移位相加乘法器_組合電路循環(huán)語(yǔ)句（for語(yǔ)句）pfor語(yǔ)句的語(yǔ)法格式為語(yǔ)句的語(yǔ)法格式為 for (循環(huán)初始值設(shè)置表達(dá)式循環(huán)初始值設(shè)置表達(dá)式; 循環(huán)控制條件表達(dá)式循環(huán)控制條件表達(dá)式;循循環(huán)控制變量增值表達(dá)式環(huán)控制變量增值表達(dá)式) begin 循環(huán)體語(yǔ)句結(jié)構(gòu)循環(huán)體語(yǔ)句結(jié)構(gòu); endp“

3、循環(huán)控制變量增值表達(dá)式循環(huán)控制變量增值表達(dá)式”的值如果不隨循環(huán)而改的值如果不隨循環(huán)而改變，或?qū)е卵h(huán)次數(shù)過(guò)大，對(duì)于綜合來(lái)說(shuō)都將導(dǎo)致變，或?qū)е卵h(huán)次數(shù)過(guò)大，對(duì)于綜合來(lái)說(shuō)都將導(dǎo)致設(shè)計(jì)失敗。設(shè)計(jì)失敗。移位相加乘法器_組合電路移位相加乘法器_組合電路三目運(yùn)算符：r=s?t:u / ?: 是一個(gè)三目條件運(yùn)算符，s,t,u是操作數(shù),語(yǔ)句意思：當(dāng)s為真時(shí)，將t賦值給r,否則，將u賦值給r移位相加乘法器_組合電路 移位相加乘法器-加法樹(shù)式 移位相加乘法器-加法樹(shù)式移位相加乘法器-時(shí)序電路p 根據(jù)乘法器的運(yùn)算規(guī)律，得知：根據(jù)乘法器的運(yùn)算規(guī)律，得知： 一位乘法器設(shè)計(jì)一位乘法器設(shè)計(jì)，A的每一位均需和的每一位均需和B

4、的每一位相的每一位相乘乘 A的某一位用的某一位用8位移位寄存器位移位寄存器用用7個(gè)時(shí)鐘串行輸出個(gè)時(shí)鐘串行輸出 always(posedge clk or posedge load) beginif(load) reg8=A; else reg86:0=reg87:1; end assign qb=reg80; A的某一位和的某一位和B中的每一位相乘，中的每一位相乘，for循環(huán)語(yǔ)句循環(huán)語(yǔ)句 for(i=0;i=7;i=i+4b1) douti=Bi&abin;循環(huán)語(yǔ)句（for語(yǔ)句）pfor語(yǔ)句的語(yǔ)法格式為語(yǔ)句的語(yǔ)法格式為 for (循環(huán)初始值設(shè)置表達(dá)式循環(huán)初始值設(shè)置表達(dá)式; 循環(huán)控制條件

5、表達(dá)式循環(huán)控制條件表達(dá)式;循循環(huán)控制變量增值表達(dá)式環(huán)控制變量增值表達(dá)式) begin 循環(huán)體語(yǔ)句結(jié)構(gòu)循環(huán)體語(yǔ)句結(jié)構(gòu); endp“循環(huán)控制變量增值表達(dá)式循環(huán)控制變量增值表達(dá)式”的值如果不隨循環(huán)而改的值如果不隨循環(huán)而改變，或?qū)е卵h(huán)次數(shù)過(guò)大，對(duì)于綜合來(lái)說(shuō)都將導(dǎo)致變，或?qū)е卵h(huán)次數(shù)過(guò)大，對(duì)于綜合來(lái)說(shuō)都將導(dǎo)致設(shè)計(jì)失敗。設(shè)計(jì)失敗。移位相加乘法器-時(shí)序電路p 根據(jù)根據(jù)乘法器的運(yùn)算規(guī)律，得知：乘法器的運(yùn)算規(guī)律，得知：移位移位相加相加_16位移位寄存器位移位寄存器 高位依次左移意味著低位對(duì)于高位依次右移高位依次左移意味著低位對(duì)于高位依次右移 Ai-1*B的積與的積與Ai*B的積相比，右移一位的積相比，右移一位

6、。 reg166:0=reg167:1; q15:7=d8:0移位移位相加相加_8位二進(jìn)制加法器位二進(jìn)制加法器 Ai-1*B+ Ai*B （對(duì)（對(duì) Ai-1*B來(lái)說(shuō)，右移來(lái)說(shuō)，右移1位相加位相加Ai*B ） d8:0=q15:8+B7:0移位相加乘法器-時(shí)序電路移位相加乘法器-時(shí)序電路基于時(shí)序電路的移位相加乘法器-8位移位寄存器基于時(shí)序電路的移位相加乘法器-1位乘法器基于時(shí)序電路的移位相加乘法器-8位加法器基于時(shí)序電路的移位相加乘法器-16位移位寄存器提高要求-控制器設(shè)計(jì)移位相加乘法器-時(shí)序電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告p要求：要求：寫(xiě)出基于時(shí)序的寫(xiě)出基于時(shí)序的8位硬件乘法器的設(shè)計(jì)原理；位硬件乘法器的設(shè)計(jì)原理；在關(guān)鍵語(yǔ)句后面注釋出其表達(dá)的含義；在關(guān)鍵語(yǔ)句后面注釋出其表達(dá)的含義；每個(gè)模塊的代碼和仿真波形；每個(gè)模塊的代碼和仿真波形；頂層設(shè)