乘法器计组课设

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乘法器计组课程设计

计算机组成原理课程设计报告班级：计算机/物联网 1504 班：杰铭学号： 20154530 完成时间： 2018.1.1一、课程设计目的1．在实验机上设计实现机器指令及对应的微指令（微程序）并验证，从而进一步掌握微程序设计控制器的基本方法并了解指令系统与硬件结构的对应关系；2．通过控制器的微程序设计，综合理解计算机组成原理课程的核心知识并进一步建立整机系统的概念；3．培养综合实践及独立分析、解决问题的能力。

二、课程设计的任务针对COP2000实验仪，从详细了解该模型机的指令/微指令系统入手，以实现乘法和除法运算功能为应用目标，在COP2000的集成开发环境下，设计全新的指令系统并编写对应的微程序；之后编写实现乘法和除法的程序进行设计的验证。

三、课程设计使用的设备（环境）1．硬件●COP2000实验仪●PC机2．软件●COP2000仿真软件四、课程设计的具体容（步骤）1．详细了解并掌握COP 2000模型机的微程序控制器原理，通过综合实验来实现该模型机指令系统的特点：该模型机指令系统的操作码由8位机器码组成，前6位机器码用于区分操作类型，后2位机器码是在操作中涉及通用寄存器时提供通用寄存器的寻址。

进位跳转指令JC要求倒数第3、4位为00零跳转指令JZ要求倒数第3、4位为01无条件跳转指令JMP要求倒数第3、4位为11该模型机微指令系统的特点（包括其微指令格式的说明等）：该模型机的微指令寄存器地址为00H-0FFH,共256*30位，每条微指令的控制字段部分有30位，控制方式采用的是直接控制而非编码控制，即一位对应一个逻辑开关的状态。

可惜的是，此微指令无跳转方式和下指字段，因而仅通过微指令无法在微指令寄存器中跳转，即在一条机器指令所对应的微程序中，只有顺序执行操作。

原系统中每条机器指令最多四个周期（当然不是必须的，可以通过机器指令的机器码的设置使一个机器指令包含更多微指令），即此模型机中每个微程序最多四条微指令，多余的空位则浮空处理。

计算机组成原理乘法器和除法器课程设计

哈尔滨理工大学课程设计（计算机组成原理）题目：简单模型机指令系统的设计班级：姓名：指导教师：系主任：2017年03月10日计算机组成原理（课程设计）设计过程情况表目录1.课程设计的目的 (1)2.课程设计的任务 (1)3.课程设计所用设备及所需资料 (1)4.设计内容 (1)4.1设计原理 (1)4.1.1总体概述 (1)4.1.2模型机的寻址方式 (2)4.1.3模型机微指令系统的特点 (2)4.2设计过程与步骤................................................................. 错误！未定义书签。

4.2.1. 模拟乘法除法的原理 (4)4.2.2．对应算法分配硬件 (9)4.2.3设计全新的指/微指令系统 (10)4.3设计结果及分析 (12)4.3.1汇编语言程序 (12)4.3.2程序执行跟踪 (14)5心得体会 (16)- I-1.课程设计的目的1.在实验机上设计机器指令及对应的微指令(微程序)，从而进一步掌握微程序设计控制器的基本方法并了解指令系统与硬件结构的对应关系；2. 通过控制器的微程序设计，综合理解计算机组成原理课程的核心知识并进一步建立整机系统的概念；3. 培养综合实践及独立分析、解决问题的能力。

2.课程设计的任务针对COP2000实验仪，首先通过综合实验了解该模型机微程序控制器原理(主要指熟悉该模型机指令/微指令系统的详细情况)，然后以实现二进制乘法和除法运算功能为应用目标，在COP2000的集成开发环境下，设计全新的指令系统并编写对应的微程序；并编写并运行实现乘法和除法的程序进行设计的验证。

3.课程设计所用设备及所需资料1. COP2000实验系统2. PC机( COP2000仿真软件)3. COP2000计算机组成原理实验仪说明书4.设计内容4.1设计原理4.1.1总体概述COP2000模型机包括了一个标准CPU所具备所有部件，这些部件包括：运算器ALU、累加器A、工作寄存器W、左移门L、直通门D、右移门R、寄存器组R0-R3、程序计数器PC、地址寄存器MAR、堆栈寄存器ST、中断向量寄存器IA、输入端口IN、输出端口寄存器OUT、程序存储器EM、指令寄存器IR、微程序计数器uPC、微程序存储器uM，以及中断控制电路、跳转控制电路。

C课程设计乘法器

C课程设计乘法器一、课程目标知识目标：1. 学生能理解乘法器的概念，掌握乘法运算的基本原理。

2. 学生能运用乘法器进行两位数及以上的乘法运算，解决实际问题。

3. 学生了解乘法与加法的关系，理解乘法分配律。

技能目标：1. 学生能够独立使用乘法器完成乘法运算，提高计算速度和准确性。

2. 学生能够运用乘法运算解决生活中的实际问题，培养解决问题的能力。

3. 学生能够运用乘法分配律简化计算过程，提高运算效率。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对数学学习的兴趣，激发探究精神。

2. 学生养成合作交流的学习习惯，学会倾听、表达和分享。

3. 学生通过乘法运算的学习，体会数学在生活中的应用，增强实际操作的能力。

课程性质：本课程为数学乘法运算的教学，以实用性和操作性为主，注重培养学生的计算能力和解决问题的能力。

学生特点：学生处于小学高年级阶段，具有一定的数学基础，对乘法运算有初步了解，但运算速度和准确性有待提高。

教学要求：教师应结合学生实际情况，采用生动有趣的教学方法，引导学生主动参与，注重培养学生的学习兴趣和实际操作能力。

在教学过程中，关注学生的个体差异，提供针对性的指导。

通过课程学习，使学生达到上述课程目标，为后续数学学习打下坚实基础。

二、教学内容本节教学内容以乘法器为核心，结合教材第四章“乘法运算”相关内容，进行以下安排：1. 乘法器概念及原理：- 引导学生理解乘法器的定义和作用。

- 讲解乘法器的基本原理，如位权原理和进位原理。

2. 乘法运算方法：- 教授两位数及以上的乘法运算方法。

- 指导学生运用乘法器进行乘法运算，提高计算速度和准确性。

3. 乘法运算在实际问题中的应用：- 分析生活中的实际问题，运用乘法运算进行解答。

- 通过实例，让学生体会乘法运算在生活中的广泛应用。

4. 乘法分配律：- 讲解乘法分配律的概念和意义。

- 演示乘法分配律在乘法运算中的应用，提高运算效率。

5. 教学内容的进度安排：- 第1课时：乘法器概念及原理，两位数乘法运算。

fpga课程设计乘法器

fpga课程设计乘法器一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握FPGA的基本原理和结构，理解乘法器的设计方法。

2. 使学生了解数字信号处理中乘法运算的重要性，掌握乘法器的功能和应用。

3. 帮助学生掌握Verilog HDL语言编程，并能运用该语言设计简单的乘法器电路。

技能目标：1. 培养学生运用FPGA进行数字电路设计的能力，提高实际问题解决能力。

2. 培养学生运用Verilog HDL语言进行编程，实现特定功能的乘法器电路。

3. 培养学生进行团队协作，完成课程设计任务，提高沟通与协作能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对FPGA技术及其应用的兴趣，激发学生的创新意识。

2. 培养学生严谨、务实的科学态度，养成勤奋、刻苦的学习习惯。

3. 增强学生的国家使命感和社会责任感，认识到我国在FPGA领域的发展潜力。

课程性质：本课程为电子工程与技术专业课程，以实践为主，理论联系实际。

学生特点：学生具备一定的电子电路基础和编程能力，对FPGA技术有一定了解。

教学要求：结合课程特点和学生特点，注重实践操作，提高学生的动手能力和创新能力。

在教学过程中，注重引导学生自主学习，培养团队协作精神。

通过课程学习，使学生能够独立完成乘法器的设计与实现，为后续相关课程打下坚实基础。

二、教学内容1. FPGA基本原理和结构复习：回顾FPGA的内部结构、工作原理以及配置技术，重点理解查找表（LUT）的原理和应用。

相关教材章节：第一章 FPGA概述。

2. 数字乘法器原理：介绍乘法器在数字信号处理中的应用，分析不同类型的乘法器设计方法，如并行乘法器、串行乘法器等。

相关教材章节：第三章数字乘法器设计。

3. Verilog HDL语言编程基础：复习Verilog HDL的基本语法，重点掌握模块定义、数据类型、运算符和赋值语句等。

相关教材章节：第二章 Verilog HDL基础。

4. 乘法器设计实践：结合实际案例，引导学生利用Verilog HDL语言设计一个简单的乘法器电路，包括设计、仿真和综合。

计算机组成原理阵列乘法器的设计

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：阵列乘法器的设计与实现院（系）：计算机学院专业：计算机科学与技术班级：学号：姓名：指导教师：完成日期：2014年1月10日目录第1章总体设计方案 01.1设计原理 01.2设计思路 (1)1.3设计环境 (2)第2章详细设计方案 (2)2.1总体方案的设计与实现 (3)2.1.1总体方案的逻辑图 (3)2.1.2器件的选择与引脚锁定 (3)2.1.3编译、综合、适配 (4)2.2功能模块的设计与实现 (4)2.2.1一位全加器的设计与实现 (5)2.2.2 4位输入端加法器的设计与实现 (6)2.2.3 阵列乘法器的设计与实现 (9)第3章硬件测试 (12)3.1编程下载 (12)3.2 硬件测试及结果分析 (12)参考文献 (14)附录（电路原理图） (15)第1章总体设计方案1.1 设计原理阵列乘法器采用类似人工计算的方法进行乘法运算。

人工计算方法是用乘数的每一位去乘被乘数，然后将每一位权值对应相加得出每一位的最终结果。

如图1.1所示，用乘数的每一位直接去乘被乘数得到部分积并按位列为一行，每一行部分积末位与对应的乘数数位对齐，体现对应数位的权值。

将各次部分积求和，即将各次部分积的对应数位求和即得到最终乘积的对应数位的权值。

为了进一步提高乘法的运算速度，可采用大规模的阵列乘法器来实现，阵列乘法器的乘数与被乘数都是二进制数。

可以通过乘数从最后一位起一个一个和被乘数相与，自第二位起要依次向左移一位，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与完的结果加上乘数某位的下一位与被乘数某位的下一位与完的结果再加上前一列的进位进而得出每一位的结果，假设被乘数与乘数的位数均为4位二进制数，即m=n=4,A×B可用如下竖式算出，如图1.1所示。

X 4 X3X2X1=A× Y4 Y3Y2Y1=BX4Y1X3Y1X2Y1X1Y1X4Y2X3Y2X2Y2X1Y2X4Y3X3Y3X2Y3X1Y3(进位) X4Y4 X3Y4 X2Y4 X1Y4Z8 Z7Z6Z5Z4Z3Z2Z1图1.1 A×B计算竖式X4 ,X3,X2,X1,Y4,Y3,Y2,Y1为阵列乘法器的输入端，Z1-Z8为阵列乘法器的输出端，该逻辑框图所要完成的功能是实现两个四位二进制既A(X)*B(Y)的乘法运算，其计算结果为C(Z) (其中A(X)=X4X3X2X1，B(Y)=Y4Y3Y2Y1，C(Z)=Z8Z7Z6Z5Z4Z3Z2Z1而且输入和输出结果均用二进制表示 )。

组成原理课设阵列乘法器

组成原理课设阵列乘法器在现代科技的发展中，计算机和电子设备的性能提升日新月异。

而在这些设备中，乘法器是一个至关重要的组成部份。

乘法器的性能直接影响到整个系统的运算速度和效率。

因此，设计一个高效且可靠的乘法器是组成原理课程中的一项重要任务。

一、乘法器的基本概念乘法器是一种用于实现两个数相乘的电子电路。

在计算机中，乘法器的作用是进行大量的乘法运算，从而实现复杂的计算任务。

乘法器通常由多个逻辑门和触发器组成，其内部结构可以分为串行乘法器和并行乘法器两种类型。

二、串行乘法器的原理串行乘法器是一种逐位相乘的乘法器，它将两个数的每一位进行相乘，并将结果相加得到最终的乘积。

串行乘法器的原理可以通过以下步骤来说明：1. 将两个数的每一位进行相乘，得到部份积。

2. 将部份积与进位相加，得到新的部份积。

3. 重复以上步骤，直到所有位数都相乘完毕。

4. 将所有的部份积相加，得到最终的乘积。

串行乘法器的优点是结构简单，适合于小规模的乘法运算。

但是由于乘法运算是逐位进行的，所以串行乘法器的运算速度较慢。

三、并行乘法器的原理并行乘法器是一种同时进行多位乘法运算的乘法器，它可以大大提高乘法运算的速度。

并行乘法器的原理可以通过以下步骤来说明：1. 将两个数的每一位进行相乘，得到部份积。

2. 将所有的部份积同时进行相加，得到最终的乘积。

并行乘法器的优点是运算速度快，适合于大规模的乘法运算。

但是由于并行乘法器的结构复杂，所以其设计和实现难度较大。

四、阵列乘法器的原理阵列乘法器是一种基于并行乘法器的乘法器，它通过将乘法运算分解成多个子运算，并将这些子运算并行进行，从而提高乘法运算的速度。

阵列乘法器的原理可以通过以下步骤来说明：1. 将两个数的每一位进行相乘，得到部份积。

2. 将所有的部份积按照位数进行罗列，形成一个二维矩阵。

3. 将矩阵中的每一行进行相加，得到每一位的乘积。

4. 将所有的乘积相加，得到最终的乘积。

阵列乘法器的优点是结构简单、运算速度快，适合于大规模的乘法运算。

乘法器eda课程设计

乘法器eda课程设计一、教学目标本课程的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。

知识目标要求学生掌握乘法器的基本原理和操作方法；技能目标要求学生能够运用乘法器解决实际问题，并进行简单的故障排查；情感态度价值观目标要求学生培养对科学技术的兴趣和好奇心，增强创新意识和团队合作能力。

二、教学内容根据课程目标，本章教学内容主要包括乘法器的基本原理、结构与功能、操作方法、应用案例以及故障排查。

具体安排如下：1.第一节：乘法器的基本原理与结构，介绍乘法器的组成、工作原理和主要性能指标。

2.第二节：乘法器的功能与操作，讲解乘法器的各项功能及其操作方法。

3.第三节：乘法器在实际中的应用，分析乘法器在不同领域的应用案例。

4.第四节：乘法器的故障排查与维护，教授学生如何进行故障排查和日常维护。

三、教学方法本课程采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

讲授法用于讲解基本原理和操作方法；讨论法用于引导学生深入思考和探讨问题；案例分析法用于分析乘法器在实际中的应用；实验法用于让学生亲自动手操作，提高实践能力。

四、教学资源本课程所需教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。

教材和参考书用于提供理论知识，多媒体资料用于辅助教学，使学生更直观地了解乘法器的工作原理和操作方法。

实验设备则是学生进行实践操作的重要工具，包括各种类型的乘法器及其配件。

五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试三个部分，以全面反映学生的学习成果。

平时表现主要考察学生的课堂参与度、提问和回答问题的情况；作业分为课后练习和项目任务，要求学生在规定时间内完成，以巩固所学知识；考试包括期中考试和期末考试，采用闭卷考试形式，覆盖课程所有知识点。

评估方式应客观、公正，能够全面反映学生的学习成果。

六、教学安排本课程的教学安排如下：共计16周，每周2课时。

教学地点为教室，教学进度安排合理、紧凑，确保在有限的时间内完成教学任务。

计算机组成原理原码以为乘法器课程设计

计算机组成原理原码以为乘法器课程设计简介本文档将介绍一个基于计算机组成原理的原码以为乘法器的课程设计。

乘法器是计算机中非常重要的一部分，其作用是实现数字乘法运算，是各种计算任务中必不可少的核心组件之一。

本课程设计旨在通过设计一个原码以为乘法器的电路，深入理解计算机组成原理的相关知识，并实践其中的原理和技术。

设计目标本课程设计的主要目标是实现一个8位原码以为乘法器电路，并能正确计算输入数字的乘积。

具体的设计目标包括以下几点：1.实现一个基于原码的乘法器电路。

2.支持8位输入数字的乘法运算。

3.保证电路的稳定性和正确性。

4.使用仿真软件验证电路设计的正确性。

设计原理选择使用原码作为乘法器的运算方式，是因为原码运算相对简单，并且易于理解。

原码运算直接对数字进行操作，不需进行补码转换，简化了计算过程。

乘法器的原理是将两个二进制数进行部分积的计算，然后将部分积相加得到最终的乘积。

在原码乘法器中，需要注意以下几点：1.正负数的处理：对于原码乘法器，正负数的处理是不同的。

正数的原码与补码一致，而负数的原码与补码相反。

因此，在乘法器的设计中，需要对输入的数字进行符号位判断，然后分别处理正数和负数。

2.部分积的计算：乘法器将两个数字的每一位进行相乘，然后将部分积相加得到最终的乘积。

在计算部分积时，需要进行位移操作和进位判断，以确保计算的正确性。

电路设计本课程设计的电路采用逻辑门的组合方式进行实现。

以下是电路设计的主要步骤：输入端口设计一个8位的并行输入端口，用于输入两个8位的原码数字。

每个输入都包含一个符号位和7个数据位。

符号位处理根据输入的符号位进行判断，如果两个输入的符号位相同，则输出结果的符号位为正，否则为负。

使用逻辑门进行判断，并将结果存储在一个标志位中。

部分积计算按位遍历两个输入数字的数据位，将每一位进行相乘，并根据位移规则将乘积结果相加得到部分积。

使用逻辑门和触发器进行位移和加法计算。

部分积相加将所有部分积相加得到最终的乘积结果。

阵列乘法器课课程设计

阵列乘法器课课程设计一、教学目标本节课的学习目标包括以下三个方面：1.知识目标：学生需要掌握阵列乘法器的基本原理和操作方法，了解其在工作中的应用和优势。

2.技能目标：学生能够熟练使用阵列乘法器进行计算，提高计算效率，培养学生解决实际问题的能力。

3.情感态度价值观目标：通过学习阵列乘法器，学生能够培养对科学知识的热爱和探索精神，增强对数学学科的信心和兴趣。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.阵列乘法器的基本原理：介绍阵列乘法器的概念、工作原理和数学基础。

2.阵列乘法器的操作方法：讲解如何使用阵列乘法器进行计算，包括基本操作和高级应用。

3.阵列乘法器在工作中的应用：通过实际案例，展示阵列乘法器在各个领域中的应用和优势。

4.练习和拓展：布置相应的练习题，让学生巩固所学知识，并进行拓展训练。

三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用以下几种教学方法：1.讲授法：教师通过讲解，引导学生了解阵列乘法器的基本原理和操作方法。

2.案例分析法：教师通过分析实际案例，让学生了解阵列乘法器在工作中的应用和优势。

3.实验法：学生动手操作阵列乘法器，加深对知识的理解和记忆。

4.讨论法：学生分组讨论，分享学习心得和经验，互相促进。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本节课将准备以下教学资源：1.教材：为学生提供权威、系统的学习资料。

2.多媒体资料：通过图片、视频等形式，丰富教学手段，提高学生的学习兴趣。

3.实验设备：为学生提供实地操作的机会，增强实践能力。

4.网络资源：引导学生利用网络资源进行拓展学习，拓宽知识面。

五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本节课将采用以下几种评估方式：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，评估学生的学习态度和理解程度。

2.作业：布置适量的作业，要求学生在规定时间内完成，通过作业的完成质量评估学生的掌握程度。

3.考试：安排一次课堂小测或期中期末考试，测试学生对知识的掌握和应用能力。

计算机组成与设计（六）——乘法器

计算机组成与设计（六）——乘法器乘法的运算过程⼈们⽇常习惯的乘法是⼗进制，但计算机实现起来不⽅便。

⾸先，需要记录9x9乘法表，每次相乘去表中找结果；其次，将竖式相加也不⽅便。

但⼆进制却⼗分⽅便，冯·诺伊曼在《关于ENDVAC的报告草案》中说“⼆进制可以极⼤简化乘法和除法运算。

尤其是对于乘法，不再需要⼗进制乘法表，也不需要两轮的加法”。

⼆进制乘法运算过程观察这个式⼦，可以发现我们并不需要乘法表，如果乘数位为0，就在中间过程中全补零，如果乘数位为1，就在中间过程补被乘数。

运算过程的进⼀步调整按照上⾯那种计算的话，需要⼤量的空间来存储中间结果，还要⽤⼀个空间存储积。

其实，不难发现，每个中间结果最后都加在乘积上，我们可以将中间结果保存在乘积中，每次⽤中间结果更新乘积，运算结束时，乘积⾥⾯放的就是正确的乘积。

上⾯说直接对乘积加上被乘数是不准确的，为了满⾜对齐要求，只需将被乘数左移。

这样，我们得到了⼀个适合硬件实现的乘法运算过程。

乘法的实现实现结构以4-bit数为例，(1000)2 + (1001)2 = (1001000)2具体流程初始化，将Multiplier = 1001,将Multiplicand的低4为设为1000，⾼4位补零，Product = 0.检查乘数寄存器的最低位，如果为1，将被乘数寄存器加到乘积寄存器中，此时控制信号会给加法器⼀个信号，给乘积寄存器写信号，等到下⼀个上升沿到来时，会将运算的结果存到乘积寄存器中。

如果为0，不管。

同时给被乘数寄存器左移信号，给乘数寄存器右移信号，也是在下⼀个时钟上升沿起作⽤。

检测是否经历4次循环最终的结果如下：4位的过程对N位同样有效。

N位的流程图乘法的优化1观察上⾯N位乘法器的流程图，由于每次信号要等到⼀个时钟上升沿才起作⽤，所以1a、2、3过程各⽤⼀个周期。

其实这三个过程可以并列执⾏，就降为⼀个周期了。

乘法的优化2（⾯积优化）⾯积优化就是指减少不必要的硬件资源。

计组-4位乘法器实验报告

实验4位乘‎法器实验报‎告姓名：X XX 学号：X XX 专业：计算机科学‎与技术课程名称：计算机组成‎同组学生姓‎名：无实验时间：实验地点：指导老师：XXX一、实验目的和‎要求1.熟练掌握乘‎法器的工作‎原理和逻辑‎功能二、实验内容和‎原理实验内容：根据课本上‎例3-7的原理，来实现4位‎移位乘法器‎的设计。

具体要求：1. 乘数和被乘‎数都是4位‎2. 生成的乘积‎是8位的3. 计算中涉及‎的所有数都‎是无符号数‎4.需要设计重‎置功能5.需要分步计‎算出结果（4位乘数的‎运算，需要四步算‎出结果）实验原理：1.乘法器原理‎图2.本实验的要‎求：1.需要设计按‎钮和相应开‎关，来增加乘数‎和被乘数2.每按一下M‎13，给一个时钟‎，数码管的左‎边两位显示‎每一步的乘‎积3.4步计算出‎最终结果后‎，LED灯亮‎，按RESE‎T重新开始‎计算三、主要仪器设‎备1.Spart‎a n-III开发‎板1套2.装有ISE‎的PC机1台四、操作方法与‎实验步骤实验步骤：1.创建新的工‎程和新的源‎文件2.编写ver‎ilog代‎码（top模块‎、d ispl‎a y模块、乘法运算模‎块、去抖动模块‎以及UCF‎引脚）3.进行编译4.进行Deb‎u g 工作，通过编译。

5.. 生成FPG‎A代码，下载到实验‎板上并调试‎，看是否与实‎现了预期功‎能操作方法：TOP:modul‎e alu_t‎o p(clk, switc‎h, o_seg‎, o_sel‎);input‎wire clk;input‎wire[4:0] switc‎h;outpu‎t wire [7:0] o_seg‎;// 只需七段显‎示数字，不用小数点‎outpu‎t wire [3:0] o_sel‎;// 4个数码管‎的位选wire[15:0] disp_‎n um;reg [15:0] i_r, i_s;wire [15:0] disp_‎c ode;wire o_zf; //zero detec‎t oriniti‎a lbegin‎i_r <= 16'h1122‎;//0x112‎2i_s <= 16'h3344‎;//0x334‎4endalu M1(i_r, i_s, switc‎h[4:2], o_zf, disp_‎c ode);displ‎a y M3(clk, disp_‎n um, o_seg‎, o_sel‎);assig‎n disp_‎n um = switc‎h[0]?disp_‎c ode:(switc‎h[1] ? i_s : i_r);endmo‎d uleDISPL‎A Y:modul‎e displ‎a y(clk, disp_‎n um, o_seg‎, o_sel‎);input‎wire clk;input‎wire [15:0] disp_‎n um; //显示的数据‎outpu‎t reg [ 7:0] o_seg‎;//七段，不需要小数‎点outpu‎t reg [ 3:0] o_sel‎;//4个数码管‎的位选reg [3:0] code = 4'b0;reg [15:0] count‎= 15'b0;alway‎s @(posed‎g e clk)begin‎case (count‎[15:14])2'b00 :begin‎o_sel‎<= 4'b1110‎;code <= disp_‎n um[3:0];end2'b01 :begin‎o_sel‎<= 4'b1101‎;code <= disp_‎n um[7:4];end2'b10 :begin‎o_sel‎<= 4'b1011‎;code <= disp_‎n um[11:8];end2'b11 :begin‎o_sel‎<= 4'b0111‎;code <= disp_‎n um[15:12];endendca‎s ecase (code)4'b0000‎: o_seg‎<= 8'b1100‎0000;4'b0001‎: o_seg‎<= 8'b1111‎1001;4'b0010‎: o_seg‎<= 8'b1010‎0100;4'b0011‎: o_seg‎<= 8'b1011‎0000;4'b0100‎: o_seg‎<= 8'b1001‎1001;4'b0101‎: o_seg‎<= 8'b1001‎0010;4'b0110‎: o_seg‎<= 8'b1000‎0010;4'b0111‎: o_seg‎<= 8'b1111‎1000;4'b1000‎: o_seg‎<= 8'b1000‎0000;4'b1001‎: o_seg‎<= 8'b1001‎0000;4'b1010‎: o_seg‎<= 8'b1000‎1000;4'b1011‎: o_seg‎<= 8'b1000‎0011;4'b1100‎: o_seg‎<= 8'b1100‎0110;4'b1101‎: o_seg‎<= 8'b1010‎0001;4'b1110‎: o_seg‎<= 8'b1000‎0110;4'b1111‎: o_seg‎<= 8'b1000‎1110;defau‎l t: o_seg‎<= 8'b1000‎0000; endca‎s ec ount‎<= count‎+ 1;endendmo‎d uleUCF:Net “clk”loc=”T9”;Net “o_seg‎[0]” loc=”E14”;Net “o_seg‎[1]” loc=”G13”;Net “o_seg‎[2]” loc=”N15”;Net “o_seg‎[3]” loc=”P15”;Net “o_seg‎[4]” loc=”R16”;Net “o_seg‎[5]” loc=”F13”;Net “o_seg‎[6]” loc=”N16”;Net “o_seg‎[7]” loc=”P16”;Net “o_sel‎[0]” loc=”D14”;Net “o_sel‎[1]” loc=”G14”;Net “o_sel‎[2]” loc=”F14”;Net “o_sel‎[3]” loc=”E13”;Net “switc‎h[0]” loc=”M10”;Net “switc‎h[1]” loc=”F3”;Net “switc‎h[2]” loc=”G4”;Net “switc‎h[3]” loc=”E3”;Net “switc‎h[4]” loc=”F4”;2.ALU控制‎器的实现：输入用2 + 6 = 8 个拨动开关‎ALUop‎控制模式：2个拨动开‎关功能域Fu‎n ct控制‎模式：6个拨动开‎关输出用3 个LED显‎示TOP：modul‎e aluc_‎t op(clk, switc‎h, o_seg‎, o_sel‎);input‎wire clk;input‎wire[7:0] switc‎h;outpu‎t wire [7:0] o_seg‎;// 只需七段显‎示数字，不用小数点‎outpu‎t wire [3:0] o_sel‎;// 4个数码管‎的位选wire[15:0] disp_‎n um;reg [15:0] i_r, i_s;wire [15:0] disp_‎c ode;wire [2:0] alu;initi‎a lbegin‎i_r <= 16'h1122‎;//0x112‎2i_s <= 16'h3344‎;//0x334‎4endaluc M1(switc‎h[7:2],alu);alu M2(i_r,i_s,alu,disp_‎c ode);displ‎a y M3(clk, disp_‎n um, o_seg‎,o_sel‎);assig‎n disp_‎n um = switc‎h[0]?disp_‎c ode:(switc‎h[1] ? i_r: i_s); endmo‎d uleinput‎wire clk;input‎wire [15:0] disp_‎n um; //显示的数据‎outpu‎t reg [ 7:0] o_seg‎;//七段，不需要小数‎点outpu‎t reg [ 3:0] o_sel‎;//4个数码管‎的位选reg [3:0] code = 4'b0;reg [15:0] count‎= 15'b0;alway‎s @(posed‎g e clk)begin‎case (count‎[15:14])2'b00 :begin‎o_sel‎<= 4'b1110‎;code <= disp_‎n um[3:0];end2'b01 :begin‎o_sel‎<= 4'b1101‎;code <= disp_‎n um[7:4];end2'b10 :begin‎o_sel‎<= 4'b1011‎;code <= disp_‎n um[11:8];end2'b11 :begin‎o_sel‎<= 4'b0111‎;code <= disp_‎n um[15:12];endendca‎s ecase (code)4'b0000‎: o_seg‎<= 8'b1100‎0000;4'b0001‎: o_seg‎<= 8'b1111‎1001;4'b0010‎: o_seg‎<= 8'b1010‎0100;4'b0011‎: o_seg‎<= 8'b1011‎0000;4'b0100‎: o_seg‎<= 8'b1001‎1001;4'b0101‎: o_seg‎<= 8'b1001‎0010;4'b0110‎: o_seg‎<= 8'b1000‎0010;4'b0111‎: o_seg‎<= 8'b1111‎1000;4'b1000‎: o_seg‎<= 8'b1000‎0000;4'b1001‎: o_seg‎<= 8'b1001‎0000;ALUC:modul‎e aluc(input‎wire[7:2] switc‎h,outpu‎t reg[2:0] alu);alway‎s@(switc‎h)begin‎if(switc‎h[2]==0&&switc‎h[3]==0)alu=3’b010;else if(switc‎h[2]==0&&switc‎h[3]==1)alu=3’b110;else if(switc‎h[2]==1&&switc‎h[4]==0&&switc‎h[5]==0&&switc‎h[6]==0&&switc‎h[7]==0)alu=3’b010;elseif(switc‎h[2]==1&&switc‎h[4]==0&&switc‎h[5]==0&&switc‎h[6]==1&&switc‎h[7]==0) alu=3’b110;elseif(switc‎h[2]==1&&switc‎h[4]==0&&switc‎h[5]==1&&switc‎h[6]=0&&switc‎h[7]==0) alu=3’b000;elseif(switc‎h[2]==1&&switc‎h[4]==0&&switc‎h[5]==1&&switc‎h[6]=0&&switc‎h[7]==1) alu=3’b001;elseif(switc‎h[2]==1&&switc‎h[4]==1&&switc‎h[5]==0&&switc‎h[6]=1&&switc‎h[7]==1) alu=3’b111;endendmo‎dule五、实验结果与‎分析程序运行成‎功后，将代码下载‎到实验板s‎parta‎n3上验证‎。

数字设计原理与实践_课程设计_乘法器

数字设计原理与实践课程设计题目名称:学生姓名:学号:指导老师:1.设计题目乘法器电路设计：设计一个乘法器，能够完成两个4位二进制无符号数的乘法运算。

2.设计目标设计一个乘法器，使之能完成两个4位的二进制数的乘法运算。

3.设计思路4位二进制数的乘法，按照十进制的乘法规则，可进行相应的运算。

比如a1a2a3a4和b1b2b3b4运算过程见右图。

如图所示，乘开之后，就产生了许多的两个二进制数相乘，即两个二进制数相与的过程。

如果利用合适的加法器把这些二进制数相与的结果进行合适的累加，最后即可得到4位二进制数相乘的结果。

也就是说4位二进制数的乘法可以分解成许多相与项相加（积之和）的形式，最后实现题目的要求。

4.设计电路推导由题可知，两个4位二进制数相乘结果位为8位。

其中a1b1可直接输出作为积的（第八位）最低位。

然后是a2b1与a1b2的和作为积的第七位，并且向前进位。

接着a3b1、a2b2、a1b3相加，此时可以用加法器级联，以此类推，所有的相与项都能加起来。

在加法器方面，选择4位二进制加法器74ls283。

74LS283的引脚图和逻辑原理图见上，可知，74LS283是4位二进制全加器。

两个加数输入端分别为A0~A3，和B0~B3，和为C0~C3，S1为进位输入端，S3为进位输出端。

了解了各引脚之后，我们计划使用三个74LS283，其中a1b1直接输出，不需要接入加法器。

然后a1b2、a1b3、a1b4分别接入第一个加法器的A0~A2端，a2b1、a2b2、a2b3、a2b4分别接第一个加法器的B0~B3接口。

这样第一个接口的输出端：和的最低位C0 就是a1b2+a2b1，所以直接输出就是最后乘积的第七位（次低位）。

现在讨论下两片74LS283的级联。

SUM的最低位是作为积的一位直接输出，然后后几位依次与下一个74238的输入A1~A4相连，就完成了两个74283的级联。

这样做的原理已在前面的讨论中给出，这里不做赘述。

乘法器vhdl课程设计

乘法器vhdl课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解乘法器的原理及其在数字信号处理中的应用。

2. 掌握VHDL语言的基本语法和结构，能够使用VHDL进行简单的程序编写。

3. 学习并掌握利用VHDL设计乘法器的方法，理解其位运算和结构设计。

技能目标：1. 能够运用所学知识，独立设计并实现一个简单的乘法器VHDL程序。

2. 培养学生利用电子设计自动化（EDA）工具进行代码编写、仿真和测试的能力。

3. 提高学生的问题分析能力，学会使用VHDL解决实际的数字电路设计问题。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对于电子信息和数字电路设计的兴趣，激发学生创新精神和探索欲望。

2. 增强团队合作意识，通过小组讨论和协作，提高学生之间的沟通能力和协作解决问题的能力。

3. 强化学生的工程伦理观念，了解所学技术在国家经济发展和国防建设中的重要性，树立正确的价值观。

本课程针对高年级电子信息工程及相关专业学生设计，结合学生已具备的基础知识和课程性质，以实践性和应用性为导向，旨在通过具体的乘法器VHDL课程设计，将理论知识与实践技能相结合，提升学生解决实际工程问题的能力。

通过本课程的学习，学生应能够展示出上述具体的学习成果。

二、教学内容1. 乘法器原理回顾：包括乘法器的基本工作原理，不同类型的乘法器结构对比，以及乘法器在数字信号处理中的应用。

- 相关教材章节：第三章“数字电路基础”，第5节“算术逻辑单元”。

2. VHDL语言基础：VHDL的基本语法，数据类型，信号与变量，运算符，顺序与并行语句，进程，实体和架构等。

- 相关教材章节：第五章“硬件描述语言VHDL”，第1-3节。

3. 乘法器的VHDL设计方法：- 位运算乘法器设计原理与实现。

- 流水线乘法器设计原理与实现。

- 相关教材章节：第五章“硬件描述语言VHDL”，第4节“VHDL设计实例”；第六章“数字信号处理器的硬件实现”，第2节“乘法器的硬件实现”。

4. EDA工具的应用：利用EDA工具进行VHDL代码的编写、编译、仿真和测试。

乘法器课程设计

中文摘要在科技巨轮的飞速旋转下，当今数字技术应用在生活中可以说是无处不在。

信息技术型人才的需求与日俱增，为跟上时代数字发展的阔步迈进，保证为社会提供具有创新能力，能解决实际问题的高新型技术人才成为高等教育的首要任务之一。

数字电子技术正是应和当今教育趋势的一门必修基础课。

中规模集成电路及其应用，本身就是一种促进时代进步的优秀的数字逻辑设计作品，使用时只需适当地进行连接，就能实现预定的逻辑功能。

而且由于他们所具有的通用性、灵活性、及多功能性，使之除完成基本功能之外，还能以他们为基本器件组成各类逻辑部件和数字系统，有效地实现各种逻辑功能。

乘法器正是中规模集成电路应用中的典型代表，该设计根据乘法的运算原理为加法（即被乘数与乘数的拆项求积后的移位相加），通过键盘、优先编码器、移位寄存器、加法器、译码器和显示器等通过十进制数到二进制及BCD码的码实现数字电路的乘法可算及可视。

该设计电路不单用于单纯的乘法运算，亦是构成其他大规模集成电路的基本组成部分，完成在系统里实行符合该电路模块工作特性的分支操作。

关键词电力系统，集成电路，加法器，分支操作，寄存器目录课程设计任务书 (I)课程设计成绩评定表 (II)中文摘要 (III)1 设计任务描述 (1)1.1 设计题目 (1)1.2 设计要求 (1)1.2.1 设计目的 (1)1.2.2 基本要求 (1)1.2.3 发挥部分 (1)2 设计思路 (2)3 设计方框图 (3)4 各部分电路设计及参数计算 (4)4.1 键盘输入及寄存电路 (4)4.1.1键盘输入及寄存电路设计 (4)4.2乘法运算电路设计及其参数计算 (5)4.2.1电路设计 (5)4.2.2电路说明 (6)4.2.3参数计算 (6)4.3.1 电路设计 (7)4.3.2电路说明 (7)4.4显示电路设计 (8)4.5夜间照明电路 (8)5 工作过程分析 (9)6 元器件清单 (11)7主要元器件介绍 (12)7.1 双向移位寄存器74LS194 (12)7.1.1 74LS194的功能介绍 (12)7.1.2 74LS194的功能表 (12)7.2 超前进位全加器74HC283 (13)7.2.1 74HC283的工作原理介绍 (13)7.2.2 74HC283的功能表 (13)7.3 编码器74148N (14)7.3.1 74148N的工作原理 (14)7.3.3 74148N的状态表 (15)小结 (16)致谢 (17)参考文献 (18)附录 (19)A1逻辑电路图 (19)1 设计任务描述1.1 设计题目三位二进制数的乘法器1.2 设计要求1.2.1 设计目的（1）掌握乘法器的构成、原理与设计方法；（2）熟悉集成电路的使用方法。

组成原理课设阵列乘法器

组成原理课设阵列乘法器一、引言阵列乘法器是计算机中常用的数字电路之一，用于高速乘法运算。

本文将详细介绍组成原理课设阵列乘法器的设计原理、架构和实现方法。

二、设计原理阵列乘法器的设计原理基于乘法运算的基本规则，即将两个数的每一位相乘并相加得到最终结果。

具体来说，阵列乘法器将一个数拆分成多个部分，然后与另一个数的每一位相乘，最后将所有部分的乘积相加得到结果。

三、架构设计1. 输入和输出阵列乘法器的输入包括两个乘数和一个控制信号，输出为乘积。

乘数通常采用二进制表示，控制信号用于控制乘法器的工作模式。

2. 乘法单元乘法单元是阵列乘法器的核心组成部分，用于实现乘法运算。

每个乘法单元可以将两个二进制位相乘得到一个部分乘积，并将其输出给加法器。

3. 加法器加法器用于将所有部分乘积相加得到最终的乘积结果。

可以采用串行加法器或并行加法器，具体选择取决于设计需求和性能要求。

4. 控制逻辑控制逻辑用于生成控制信号，控制乘法器的工作模式。

常见的控制信号包括启动信号、停止信号和清零信号等。

四、实现方法1. 基于门电路的实现方法基于门电路的实现方法是最基础的方法，可以使用与门、或门和非门等基本逻辑门电路来实现乘法器的各个组成部分。

这种方法的优点是简单直观，适用于小规模的乘法器设计。

2. 基于逻辑单元的实现方法基于逻辑单元的实现方法使用逻辑单元来实现乘法器的各个组成部分。

逻辑单元可以是半加器、全加器或者其他逻辑门的组合。

这种方法的优点是灵活性高，适用于大规模的乘法器设计。

3. 基于专用芯片的实现方法基于专用芯片的实现方法使用现成的数字集成电路芯片来实现乘法器。

例如，可以使用FPGA（现场可编程门阵列）来实现乘法器的功能。

这种方法的优点是高度集成化，可以提高设计的效率和性能。

五、总结组成原理课设阵列乘法器是一项重要的设计任务，本文详细介绍了阵列乘法器的设计原理、架构和实现方法。

通过合理选择设计方法和优化电路结构，可以实现高效、稳定的阵列乘法器。

组成原理乘法器课程设计

组成原理乘法器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生理解乘法器的组成原理，掌握不同类型的乘法器设计方法。

2. 学生掌握二进制乘法运算规则，能够运用乘法器原理进行相关计算。

3. 学生了解乘法器在数字信号处理和计算机系统中的应用。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计简单的乘法器电路。

2. 学生能够分析乘法器性能，提出优化方案，提高运算效率。

3. 学生通过实际操作，培养动手能力和团队协作能力。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术和计算机科学的兴趣，激发创新意识。

2. 学生在学习过程中，培养严谨、求实的科学态度，提高解决问题的自信心。

3. 学生了解我国在乘法器领域的发展状况，增强民族自豪感，树立为我国科技事业贡献力量的志向。

课程性质：本课程为电子技术与计算机科学相结合的学科，注重理论与实践相结合，培养学生的动手能力和创新能力。

学生特点：学生具备一定的电子技术基础知识，具有较强的求知欲和动手能力，但缺乏实际操作经验。

教学要求：教师应采用启发式教学，引导学生主动探究乘法器原理，结合实际案例进行分析，提高学生的实践能力。

同时，注重培养学生的团队合作精神，提高学生的综合素质。

通过本课程的学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果。

二、教学内容1. 乘法器基本概念：介绍乘法器的定义、分类及其在数字系统中的应用。

- 教材章节：第三章第二节- 内容：二进制乘法器、算术逻辑单元（ALU）中的乘法器等。

2. 乘法器组成原理：讲解不同类型乘法器的工作原理及电路组成。

- 教材章节：第三章第三节- 内容：串行乘法器、并行乘法器、Booth算法乘法器等。

3. 二进制乘法运算规则：阐述二进制乘法的运算过程及规则。

- 教材章节：第三章第四节- 内容：二进制与十进制的乘法运算对比，二进制乘法运算步骤。

4. 乘法器设计方法：介绍乘法器的设计方法及优化策略。

- 教材章节：第三章第五节- 内容：乘法器电路设计流程，优化方法（如部分积生成、压缩技术等）。

计算机组成原理阵列乘法器课程设计报告

.课程设计.教学院计算机学院课程名称计算机组成原理题目4位乘法整列设计专业计算机科学与技术班级2014级计本非师班姓名唐健峰同组人员黄亚军指导教师2016 年10 月 5 日1 课程设计概述1.1 课设目的计算机组成原理是计算机专业的核心专业基础课。

课程设计属于设计型实验，不仅锻炼学生简单计算机系统的设计能力，而且通过进行设计及实现，进一步提高分析和解决问题的能力。

同时也巩固了我们对课本知识的掌握，加深了对知识的理解。

在设计中我们发现问题，分析问题，到最终的解决问题。

凝聚了我们对问题的思考，充分的锻炼了我们的动手能力、团队合作能力、分析解决问题的能力。

1.2 设计任务设计一个4位的二进制乘法器：输入信号：4位被乘数A（A1,A2,A3,A4）, 4位乘数B（B1,B2,B3,B4）,输出信号：8位乘积q(q1,q2,q3,q4,q5,q6,q7,q8).1.3 设计要求根据理论课程所学的至少设计出简单计算机系统的总体方案，结合各单元实验积累和课堂上所学知识，选择适当芯片，设计简单的计算机系统。

（1）制定设计方案：我们小组做的是4位阵列乘法器，4位阵列乘法器主要由求补器和阵列全加器组成。

（2）客观要求要掌握电子逻辑学的基本内容能在设计时运用到本课程中，其次是要思维灵活遇到问题能找到合理的解决方案。

小组成员要积极配合共同达到目的。

2 实验原理与环境2.1 1.实验原理计算机组成原理，数字逻辑，maxplus2是现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。

它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

用乘数的每一位去乘被乘数，然后将每一位权值直接去乘被乘数得到部分积，并按位列为一行每一行部分积末位与对应的乘数数位对齐，体现对应数位的权值，将各次部分积求和得到最终的对应数位的权值。

eda乘法器课程设计

eda乘法器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解EDA乘法器的基本原理和电路结构；2. 学生掌握数字逻辑设计的基本方法，并能够运用Verilog等硬件描述语言设计简单的乘法器；3. 学生了解不同类型乘法器的特点及其适用场合。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，使用EDA工具进行乘法器的原理图绘制及仿真；2. 学生通过实践操作，掌握乘法器电路的调试和优化方法；3. 学生能够分析和解决乘法器设计中出现的问题，提高问题解决能力。

情感态度价值观目标：1. 学生通过学习，增强对电子技术和数字电路的热爱，培养良好的学习兴趣；2. 学生在团队协作中，学会沟通与交流，培养合作精神和集体荣誉感；3. 学生在探索和创新过程中，形成勇于挑战、积极进取的精神风貌。

本课程针对高年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将课程目标分解为具体的学习成果。

旨在帮助学生掌握EDA乘法器的基本知识和设计方法，培养实际操作能力和团队协作精神，提高学生的问题解决能力和创新意识。

二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. EDA乘法器原理及分类- 按照教材相关章节，介绍乘法器的原理、分类及其优缺点；- 分析不同类型乘法器（如算术乘法器、墙上乘法器、Booth乘法器等）的工作原理及应用场景。

2. 数字逻辑设计基础- 回顾数字逻辑设计的基本概念，如逻辑门、触发器、编码器等；- 引导学生运用Verilog等硬件描述语言进行简单乘法器的设计。

3. EDA工具使用- 介绍EDA工具（如Quartus、Vivado等）的使用方法；- 指导学生绘制乘法器原理图、编写测试代码并进行仿真。

4. 乘法器电路设计与实现- 根据教学大纲，安排乘法器电路设计实践操作；- 引导学生进行电路调试、优化，并解决设计过程中出现的问题。

5. 团队协作与成果展示- 将学生分组，进行团队协作实践；- 组织学生进行成果展示，交流设计心得，提高沟通与表达能力。

课程设计任务书2硬件加减法器、乘法器的设计

课程设计任务书
2014～2015学年第 1 学期
学生姓名：专业班级：
指导教师：杨斐工作部门：计算机学院
一、课程设计题目硬件加减法器、乘法器的设计
二、课程设计内容（含技术指标）
1．利用QUARTUS软件设计一个5位加减法器和一个5位乘法器，分别实现两个5位有符号数（用二进制补码表示）的减法、减法、乘法运算。

2．加减法器电路（行波进位法）：
一位全加器FA：求补器：（4位为例）
N位行波进位补码加、减法器：
3.乘法器核心电路（带求补器的阵列乘法器）：
1）无符号阵列乘法器：
2）带求补器的阵列乘法器
输入数据分别存放在X、Y两个数据寄存器中，经过运算后，将乘积以十进制显示在数码管上。

乘法器总体框图参考下图：（加减器类似）
三、进度安排
1.2014年12月12日，课题讲解，布置任务
2.2014年12月13日，分析、讨论、进行各子模块的设计设计
3.2014年12月16-18日，完成各模块联调，进行测试
4.2014年12月18日，成果验收，进行答辩
四、基本要求
1.能够熟练掌握计算机中乘法器模块的工作原理及其多种实现方案；
2.掌握硬件描述语言VHDL及原理图设计方法；
3.熟练掌握Quartus II软件平台；
4.各小组按模块分工，每人独立完成自己负责的模块；
5.合作完成最终的硬件下载及调试；
6.独立撰写符合要求的课程设计报告。