乘法器的设计市公开课特等奖市赛课微课一等奖课件

乘法器设计第1页

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审核统计版本号.作者描述修改日期V01陈和炯创建-12-07版本号.职务署名修改日期第2页

内容组成试验介绍设计原理注意事项第3页试验介绍乘法器设计直接使用“*”作为乘法，这种方法谈不上设计乘法器，其最终硬件实现要依据综合工具综合结果。好综合工具能够综合出想要结果，不过通常得到都是劣等乘法运算实现乘法器方法很多，各有各优缺点，常见有移位相加法，加法树法，查表法，混正当等等。第4页内容组成试验介绍设计原理注意事项第5页设计原理电路设计中常采取移位相加方式实现乘法功效移位相加法和加法树（二叉树）法都属于这类当然如查表法等另辟蹊径，在一些条件下可能更有效第6页移位相加法移位相加原理从被乘数最低位开始判断，若为1，则乘数左移i（i=0,1...(WIDTH-1)）位后，与上一次和相加；若为0，则乘数左移i位后，以0相加。直至被乘数最高位。乘法最终就是由加法和移位运算组成，由此能够用高速度加法和移位实现乘法操作。第7页移位相加法移位相加关键代码实现i<=0;r_dout<=0;

……

if(i<WIDTH)beginr_dout<=r_dout+((din_a[i]==1)?(din_b<<i):0);i<=i+1;end第8页移位相加法这种算法对被乘数判断是从低到高按次序执行，即串行方式优点：占用资源较少，在低速信号处理中有广泛应用缺点：串行乘法器速度比较慢，一个结果输出需要花费多个时钟周期在高位宽乘法运算中尤为显著第9页加法树法加法树法设计原理本质上依然是移位相加，不一样是采取了流水线方法将组合逻辑分割成一个一个小组合逻辑，中间加上触发器用来锁存数据，这么能够大大提升效率第10页加法树法加法树法关键代码实现对被乘数各个位并行判断begin:piple_line

//level1output buf0<=din_a[0]?(din_b<<0):0; buf1<=din_a[1]?(din_b<<1):0; buf2<=din_a[2]?(din_b<<2):0; buf3<=din_a[3]?(din_b<<3):0; buf4<=din_a[4]?(din_b<<4):0; buf5<=din_a[5]?(din_b<<5):0; buf6<=din_a[6]?(din_b<<6):0; buf7<=din_a[7]?(din_b<<7):0;

//level2output buf01<=buf0+buf1; buf23<=buf2+buf3; buf45<=buf4+buf5; buf67<=buf6+buf7;

//level3output buf02<=buf01+buf23; buf46<=buf45+buf67;

//level4output dout<=buf02+buf46;end第11页加法树法加法树法采取多级流水线结构，是一个并行方式，将相邻两个部分结果再加到最终输出乘积上，即排列成一个二叉树形式结构流水线乘法器处理速度比串行加法器快很多以8-bit输入为例，只需要4个时钟周期即可输出结果其缺点是消耗资源较多第12页其它方法查表法采取是建立一个表，里面存放了全部乘法结果，乘数和被乘数用来作为地址去查找里面乘积。能够大大提升乘法速率，不过当乘法位数很大时会要求产生很大表格适合位数较小乘法，尤其适合有一个乘数为固定乘法混正当依据各种方式设计出来乘法器。第13页内容组成试验介绍设计原理注意事项第14页注意事项本设计需要注意以下事项：两种方法乘法器设计中，使用中间(变