六位阵列乘法器
数字阵列乘法器的算法及结构分析
移位加算法是阵列乘法器最基础的算法， 但该 算法建立在无符号数运算的基础上， 有延时长、速度 慢等缺点； 而 Ｐｅｚａｒｉｓ 算法和 Ｂａｕｇｈ－ Ｗｏｏｌｅｙ 算法都 能直接运用于补码乘法， 区别在于： Ｐｅｚａｒｉｓ 算法需 上接第 ４８ 页
●设计了编程指令完成 ＦＰＧＡ 编程阵列的访问 和编程时 Ｉ／Ｏ 端口的电信号控制， 实现了 ＦＰＧＡ 芯 片 在 系 统 编 程 功 能 。ＣＩＣ
可以用上述四种类型的全加器将该算法表示成 乘法阵列， 如图 ３ 所示。
图 ２ 四种不同类型的全加器
根据上图， 可以导出这四类全加器的逻辑方程
式。对于 ０ 类、３ 类全加器， 有：
Ｓ＝ＸＹＺ＋ＸＹＺ＋ＸＹＺ＋ＸＹＺ
Ｃ＝ＸＹ＋ＹＺ＋ＸＺ
（ ２）
对 １ 类、２ 类全加器， 则有：
Ｓ＝ＸＹＺ＋ＸＹＺ＋ＸＹＺ＋ＸＹＺ
从中可以看出 Ｂａｕｇｈ－ Ｗｏｏｌｅｙ 算法与 Ｐｅｚａｒｉｓ 算 法的区别。图 ４ 为该算法的乘法阵列。
图 ４ ５×５ 位 Ｂａｕｇｈ－ Ｗｏｏｌ ｅｙ 算法的乘法阵列
虽然与 Ｐｅｚａｒｉｓ 算法相比， Ｂａｕｇｈ－ Ｗｏｏｌｅｙ 算法只 要用到一种类型的全加器， 其不足之处是求补运算 需要花较多的时间。
列不规则， 不利于 ＶＬＳＩ 版图的设计。
４． Ｂａｕｇｈ－ Ｗｏｏｌ ｅｙ 算法
Ｂａｕｇｈ－ Ｗｏｏｌｅｙ 算法也是一种补码乘法的算法， 它仅需要使用图 ２ 中的 ０ 类型的全加器构成的乘法 阵列。由于结构规整， 适合于 ＶＬＳＩ 的实现。
同样用两个 ５ 位的补码数 来说明 Ｂａｕｇｈ－ Ｗｏｏ－ ｌｅｙ 算 法 的 实 现 过 程 。 设 被 乘 数 Ａ＝（ａ４）ａ３ａ２ａ１ａ０， 乘 数 Ｂ＝（ｂ４）ｂ３ｂ２ｂ１ｂ０ 其运算过程为：
6位有符号补码阵列乘法器
6位有符号补码阵列乘法器一. 简介在计算机科学和数字电路设计中，6位有符号补码阵列乘法器是一种重要的电路组件。
补码是一种表示有符号数的编码方式，能够有效地表示负数。
本文将深入探讨6位有符号补码阵列乘法器的原理、设计和应用，并分享对该电路的观点和理解。
二. 原理1. 有符号补码表示有符号补码是一种在计算机中表示负数的常用编码方式。
在6位有符号补码中，最高位表示符号位，0代表正数，1代表负数。
其余位表示数值部分，通过取反加一的方式对负数进行编码。
2. 阵列乘法器阵列乘法器是一种用于执行乘法运算的电路。
6位有符号补码阵列乘法器能够以比较高的效率和较小的面积完成乘法运算。
其主要原理是将乘法运算拆分为多个部分，使用并行的方式进行计算，并最后将结果相加得到最终的乘积。
三. 设计1. 输入和输出6位有符号补码阵列乘法器一般包含两个输入，分别是被乘数和乘数，以及一个输出，即乘积。
被乘数和乘数的输入位数都为6位。
2. 乘法计算乘法计算是6位有符号补码阵列乘法器的核心部分。
它首先对乘数进行拆分，每一位与被乘数相乘，从而生成多个部分乘积。
接下来，对这些部分乘积进行累加，最后得到乘积的结果。
该阵列乘法器的设计需要考虑到乘法运算可能会出现的溢出和进位问题。
3. 控制逻辑6位有符号补码阵列乘法器还需要一些控制逻辑来控制乘法计算的顺序和结果的输出。
这些控制逻辑一般包括时钟信号、使能信号和清零信号等。
四. 应用1. 数字信号处理6位有符号补码阵列乘法器在数字信号处理领域得到广泛应用。
它能够高效地进行乘法运算，常用于滤波器等算法的实现。
2. 图像处理图像处理中经常需要进行像素之间的乘法运算，例如图像增强、滤波和特征提取等。
6位有符号补码阵列乘法器可以在图像处理中快速完成这些乘法运算。
3. 神经网络神经网络是人工智能领域的热门研究方向。
6位有符号补码阵列乘法器能够提供高效的乘法运算支持，可以在神经网络的训练和推理过程中扮演重要角色。
阵列乘法器的基本原理
阵列乘法器的基本原理
阵列乘法器是一种用于执行大规模数字乘法的电路。
它的基本原理是将两个数字分解成一组二进制数，并将每个数的每个位相乘。
这些乘积被组合在一起，并以正确的顺序相加，以产生最终的乘积。
阵列乘法器通常由多个阵列单元构成。
每个单元都包含一组乘法器，可以同时执行多个位的乘法。
这些单元被排列在一个网络上，以便乘积可以在每个单元之间传递和组合。
阵列乘法器的主要优点是速度和可伸缩性。
由于它可以并行执行多个乘法操作，因此可以快速地处理大量数字。
此外，它可以根据需要扩展，以支持更大的数字。
尽管阵列乘法器已经被证明非常有用，但它也存在一些限制。
首先，由于需要大量的硬件，它的成本很高。
此外，它需要大量的电源和散热，这使得它在实际应用中不太实用。
最后，由于它使用二进制数来执行乘法，因此可能会出现精度问题，特别是在处理浮点数时。
总的来说，阵列乘法器是一种强大而灵活的数字乘法电路，可以在很多领域得到应用。
虽然它存在一些局限性，但随着技术的发展，这些问题将逐渐得到解决。
- 1 -。
6位有符号补码阵列乘法器
6位有符号补码阵列乘法器1. 介绍在计算机中，我们经常需要进行数字的乘法运算。
而对于有符号的整数，我们需要使用补码来表示。
本文将介绍一种用于进行6位有符号补码乘法运算的阵列乘法器。
2. 有符号补码表示首先，我们需要了解有符号补码的表示方法。
在6位有符号补码中，最高位为符号位，0代表正数，1代表负数。
其余5位用于表示数字的大小。
例如，+3可以用补码表示为0011，而-3可以用补码表示为1101。
3. 阵列乘法器结构阵列乘法器是一种常见且高效的硬件电路结构，用于实现数字乘法运算。
它由多个部件组成，包括乘法单元、加法单元和寄存器等。
在本文中，我们要设计一个6位有符号补码阵列乘法器。
它由以下几个部分组成：3.1 输入端口阵列乘法器需要接收两个输入操作数A和B。
每个操作数都是一个6位的二进制数，并且使用有符号补码表示。
3.2 控制单元控制单元用于控制乘法器的操作。
它根据输入操作数的符号位和乘法器的状态来确定乘法器的运算方式。
3.3 乘法单元乘法单元用于执行两个操作数的相乘操作。
对于6位有符号补码，我们可以使用标准的乘法算法，将两个6位数分别扩展到12位，并进行逐位相乘。
3.4 加法单元加法单元用于将乘法结果相加。
对于6位有符号补码，我们需要考虑进位和溢出情况。
3.5 结果寄存器结果寄存器用于存储最终的计算结果。
它是一个6位的寄存器，可以将计算结果保存在其中。
4. 工作原理下面我们将详细介绍6位有符号补码阵列乘法器的工作原理：1.首先，控制单元根据输入操作数A和B的符号位来确定运算方式。
2.如果A和B都为正数或者都为负数，则直接进行普通乘法运算。
3.如果A为正数而B为负数，则需要将B转换为正数，并在最后计算结果时取反。
4.如果A为负数而B为正数，则需要将A转换为正数，并在最后计算结果时取反。
5.控制单元将A和B送入乘法单元，进行逐位相乘操作。
6.乘法单元的输出经过加法单元，进行相加操作。
7.加法单元的输出经过结果寄存器，存储最终的计算结果。
六位计算器
六位计数器本文介绍一种使用单片机制作的双向多功能6位计数器，其面板框图如图1所示。
该计数器电路原理如图2所示。
它极大地方便了需要交替或者同时使用加数功能和减数功能的场合，例如:在某些生产线上，一方面进行合格品的自动累加计数，另一方面又要扣除从检验岗位返回的不合格品的数字，完成这种功能，通常需要使用两只计数器，还要经过计算才可以得到结果;现在只需要使用本文介绍的计数器就能够同时完成加数和减数的工作，而且即时得到结果的数字。
现将该计数器介绍如下。
1.计数信号输入具有两个计数信号输入端口，可以同时或者分别输人加数信号与减数信号。
当输人其中一种信号时，另一个信号输入端无需任何设置，就让它悬空即可。
两个输人端口使用了内部带“斯密特”特性的端口，如果两个端口同时输人信号的话，程序会自动判断，判断原理如下:11=无输人;10=减数输人;01=加数输人;00=同时输人(利用芯片端口上拉，因此，平时端口为高电平，输人L电平有效)。
由于输人端口本身具有“斯密特”性能对计数信号的输人无疑具有较好的抗干扰能力。
只要输人基本的0~3.5 V直流脉冲或者电平信号，电路都可以正常响应。
提示:输人信号可以使用红外线、光敏、机械开关和其它电子开关产生的开关脉冲，严禁脉冲最大电压超过DCSV(使用交流信号输人时，注意其峰值不能超过DCSV)。
最方便的是，无需使用有源的输人脉冲，只需要把输人端口对地线短接一次，就可以输人一个计数信号，因为本电路已经配置好输人端口为高电平状态。
图2中单片机SP和6P的两个端口分别接与+5V端相连的两只4.7k iZ电阻的另一端。
程序智能处理两个端口来的输人信号:11和00均为不处理，00虽然是两个端口同时输人，但是因为它们是相反性质，因此，互相抵消，屏幕数字保持不变。
01:需要把显示值增加一个字，> 999999或者=用户设置的超限值，则加数控制输出会出现高电平。
10:需要把显示值减少一个字，到达000000时，减数控制输出会出现高电平。
计算机组成原理(第四版)课后习题答案
1
(1 222 )
E = 00…0， M = 100…0， Ms = 0 8个 21 个 即： 2 2 2
7 1
负最大
E = 00…0， M = 011…1， Ms = 1 8个 21 个
7
1 22 （最接近 0 的负数）即： 2 2 (2 2 )
负最小
E = 11…1， M = 00…0， Ms =1 8个 22 个 即： 2 2
1
计算机组成原理（第四版）课后习题参考答案
第一章
1． 模拟计算机的特点是数值由连续量来表示，运算过程也是连续的。数字计算机的主要特 点是按位运算，并且不连续地跳动计算。模拟计算机用电压表示数据，采用电压组合和 测量值的计算方式，盘上连线的控制方式，而数字计算机用数字 0 和 1 表示数据，采用 数字计数的计算方式，程序控制的控制方式。数字计算机与模拟计算机相比，精度高， 数据存储量大，逻辑判断能力强。 2． 数字计算机可分为专用计算机和通用计算机，是根据计算机的效率、速度、价格、运行 的经济性和适应性来划分的。 3． 科学计算、自动控制、测量和测试、信息处理、教育和卫生、家用电器、人工智能。 4． 主要设计思想是：采用存储程序的方式，编制好的程序和数据存放在同一存储器中，计 算机可以在无人干预的情况下自动完成逐条取出指令和执行指令的任务；在机器内部， 指令和数据均以二进制码表示,指令在存储器中按执行顺序存放。主要组成部分有：:运 算器、逻辑器、存储器、输入设备和输出设备。 5． 存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。每个存储单元都有编号，称为单元 地址。如果某字代表要处理的数据，称为数据字。如果某字为一条指令，称为指令字。 6． 计算机硬件可直接执行的每一个基本的算术运算或逻辑运算操作称为一条指令，而解算 某一问题的一串指令序列，称为程序。 7． 取指周期中从内存读出的信息流是指令流，而在执行器周期中从内存读出的信息流是数 据流。 8． 半导体存储器称为内存，存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器称为外存，内存和外 存共同用来保存二进制数据。运算器和控制器合在一起称为中央处理器，简称 CPU，它 用来控制计算机及进行算术逻辑运算。适配器是外围设备与主机联系的桥梁，它的作用 相当于一个转换器，使主机和外围设备并行协调地工作。 9． 计算机的系统软件包括系统程序和应用程序。系统程序用来简化程序设计，简化使用方 法，提高计算机的使用效率，发挥和扩大计算机的功能用用途；应用程序是用户利用计 算机来解决某些问题而编制的程序。 10． 在早期的计算机中， 人们是直接用机器语言来编写程序的， 这种程序称为手编程序 或目的程序； 后来， 为了编写程序方便和提高使用效率， 人们使用汇编语言来编写程序， 称为汇编程序；为了进一步实现程序自动化和便于程序交流，使不熟悉具体计算机的人 也能很方便地使用计算机， 人们又创造了算法语言， 用算法语言编写的程序称为源程序， 源程序通过编译系统产生编译程序，也可通过解释系统进行解释执行；随着计算机技术 的日益发展，人们又创造出操作系统；随着计算机在信息处理、情报检索及各种管理系 统中应用的发展，要求大量处理某些数据，建立和检索大量的表格，于是产生了数据库 管理系统。 11． 第一级是微程序设计级，这是一个实在的硬件级，它由机器硬件直接执行微指令； 第二级是一般机器级，也称为机器语言级，它由程序解释机器指令系统；第三级是操作 系统级，它由操作系统实现；第四级是汇编语言级，它给程序人员提供一种符号形式语 言，以减少程序编写的复杂性；第五级是高级语言级，它是面向用户的，为方便用户编 写应用程序而设置的。用一系列的级来组成计算机的接口对于掌握计算机是如何组成的 提供了一种好的结构和体制，而且用这种分级的观点来设计计算机对保证产生一个良好 的系统结构也是很有帮助的。
清华大学《数字集成电路设计》周润德 第7章 数据通路 乘法器
第二节乘法器（一）乘法器的应用与实现：（1）应用：1. 硬件乘法器可大大提高运算速度，超过软件实现2. 数字信号处理（DSP）相关（Correlation）、滤波（Filtering）卷积（Convolution）、频率（Frequency）3. 与其它运算电路集成，组成功能很强的协处理器（2）实现：1. 求部分积2. 移位3. 相加（3）分类：1. 并行：a）组合阵列b）脉动阵列c ）波茨编码d ）Wallace Tree e ）流水线式2. 串行3. 串并行（4）选择乘法器的原则：1. 速度2. 数据处理量（Throughput ）3. 精度4. 面积（二）组合阵列乘法器（Array Multiplier ）（1）基本原理：称为“部分积”位（点积），共有个，由与门产生。
2)(1010ji j m i n j i y x P +−=−=∑∑=y x j i mn（2）RCA 阵列乘法器结构：RCA 阵列乘法器结构：对位乘法器，共需个半加器（HA ）个全加器（FA ）个与门（AND ）对位乘法器，共需个半加器（HA ）个全加器（FA ）个与门（AND ）n n ×n)2(−n n n 2n m ×nnm mn −−mn（3）设计原则：乘法器存在许多延时几乎相同的关键路径，因此重点放在Adder上，使加法器的Sum和Carry的传输时间相同！传输门实现全加器：“求和”与“进位”时间相同CSA阵列乘法器的实现五种类型单元电路，其中Cell 2、Cell 4、Cell 5 含全加器（FA）Cell 1Cell 2Cell 3Cell 4Cell 5最后求和有可用CPA 故总共有即=n2.结构实现（n=4）（四）改进的波茨编码乘法器（1）原理（基4 波茨编码乘法器）：1. 阵列乘法器的缺点：加法阵列大，运算次数多, 运行速度慢2. 解决关键：减少加法阵列减少部分积的数目每次乘数中取k 位（例如k ＝2）与被乘数相“与”产生部分积（即波茨编码乘数）。
阵列乘法器
和最下面的一行。因而
得n位×n位不带符
号的阵列乘法器总的乘法时间为：
tm＝Ta+ (n－2)6T＋5T+(n－1)]×Tf ＝2T＋6nT-12T+5T+(n－1)×2T
＝(4n－2)×2T
(2.27)
2.带符号的阵列乘法器
(1) 对2求补器电路
我们先来看看算术运算部件设计中经常用到的求补电路。一个具
的补码阵列乘法所需要增加的硬件较多。为了完成所必需的求 补与乘法操作,时间大约比原码阵列乘法增加1倍。
例17:设ｘ＝＋15,ｙ＝－13,用带求补器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[ｘ]原 ＝01111 [ｙ]原 ＝ 11101
符号位单独考虑,算前求补级后 |ｘ|＝1111,|ｙ|＝1101
A＝am－1…a1a0 B＝bn－1…b1b0 它们的数值分别为a和b,即
m－1
a ∑ ＝ i＝a0 i2i
n－1
b ∑ ＝ j＝b0j2j
在二进制乘法中,被乘数A与乘数B相乘,产生m＋n位乘积P： P＝pm＋n－1…p1p0 乘积P 的数值为
实现这个乘法过程所需要的操作和人们的习惯方法非常类 似:(如下页图所示）：
有使能控制的二进制对2求补器电路图演示，其逻辑表达式如下：
C－1＝0, Ci＝ai＋Ci－1
ai*＝ai⊕ECi－1,
0≤i≤n
在对2求补时,要采用按位扫描技术来执行所需要的求补操作。令
A＝an…a1a0是给定的(n＋1)为带符号的数,要求确定它的补码形式 。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”,例如ai＝1, 0≤i≤n。这样,ai以左的每一个输入位都求反, 即1变0,0变1。最右端的起始链式输入C－1必须永远置成“0”。当控 制信号线E为“1”时,启动对2求补的操作。当控制信号线E为“0”时
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。
高速乘法器的性能比较简介对基于阵列乘法器修正布斯算法(mba)乘法
高速乘法器的性能比较简介：对基于阵列乘法器、修正布斯算法(MBA)乘法器、华莱士(WT)乘法器和MBA-WT混合乘法器的四种架构的32位乘法器性能进行了比较，在选择乘法器时,应根据实际应用,从面积、速度、功耗等角度权衡考虑乘法是数字信号处理中重要的基本运算。
在图像、语音、加密等数字信号处理领域,乘法器扮演着重要的角色,并在很大程度上左右着系统性能。
随着实时信号处理的提出和集成电路工艺水平的进步,人们开始致力于高速乘法器设计。
最 初,阵列乘法采用移位与求和算法,部分乘积项(Partial Product, PP)数目决定了求和运算的次数,直接影响乘法器的速度。
修正布斯算法(Modified Booth Algorithm, MBA)对乘数重新编码,以压缩PP。
华莱士树(Wallace Tree, WT)结构改变求和方式,将求和级数从O(N)降为O(logN),提高了运算速度,但是WT存在结构不规整,布线困难的缺点。
用4:2压缩器(4:2 compressor)代替全加器(FA)可以解决这一问题。
将MBA算法和WT结构的优点相结合,形成了MBA-WT乘法器。
以下1～4节将分别介绍阵列乘法器、MBA乘法器、WT乘法器、MBA WT乘法器。
最后对四种乘法器的性能进行比较,并总结全文。
1 阵列乘法器阵 列乘法器基于移位与求和算法。
被乘数与乘数中的某一位相乘,产生一组PP,将该组PP移位,使LSB与乘数对应位对齐;求出全部PP,并相应移位;对所有 PP 求和,得到乘积。
因此,加法阵列结构非常重要。
CRA (Carry Ripple Adder)存在进位问题,运算速度慢。
CSA (Carry Save Adder)将本级进位传至下级,求和速度快,且速度与字长无关。
阵列乘法器中,CSA把PP阵列缩减至Sum和Carry两项,再用高速加法 器求和得积。
阵列乘法器结构规范,利于布局布线。
因 为乘数和被乘数可正、可负,所以一般用二进制补码表示,以简化加、减运算。
6位有符号补码阵列乘法器
6位有符号补码阵列乘法器6位有符号补码阵列乘法器是一种计算机电路，用于实现两个6位有符号补码数的乘法运算。
下面是该乘法器的详细介绍。
1. 原理6位有符号补码数可以表示范围为-32至31之间的整数。
在进行乘法运算时，需要将两个6位有符号补码数拆分为符号位和数值部分，并分别进行运算。
具体原理如下：- 符号位相乘，得到结果的符号；- 数值部分相乘，得到结果的绝对值；- 对结果取反，如果符号为负，则将结果取反；- 如果结果超出了6位有符号补码数的表示范围，则溢出。
2. 电路结构6位有符号补码阵列乘法器主要由以下几个部分组成：- 符号比较器：用于比较两个输入数的符号是否相同；- 绝对值电路：用于计算两个输入数的绝对值；- 乘积电路：用于计算两个输入数的乘积；- 取反电路：用于根据运算结果的符号决定是否取反结果；- 溢出判断电路：用于判断运算结果是否超出了6位有符号补码数的表示范围。
3. 电路实现6位有符号补码阵列乘法器的电路实现可以采用门电路、触发器电路、多路选择器等基本逻辑电路进行组合。
具体实现过程如下：- 将两个输入数的符号位输入符号比较器，得到两个数的符号是否相同；- 将两个输入数的绝对值输入绝对值电路，得到两个数的绝对值；- 将两个输入数的绝对值分别与符号比较器输出连接至乘积电路，得到两个数的乘积；- 将乘积输出至取反电路，根据符号比较器输出决定是否取反结果；- 将结果输出至溢出判断电路，判断结果是否超出6位有符号补码数的表示范围。
4. 应用场景6位有符号补码阵列乘法器广泛应用于计算机中。
例如，在图像处理、信号处理、音频编解码等领域中，需要进行大量复杂运算，其中包括乘法运算。
使用6位有符号补码阵列乘法器可以快速高效地完成这些运算任务。
阵列乘法器
阵列乘法器三.阵列乘法器早期计算机中为了简化硬件结构,采用串行的位乘早期计算机中为了简化硬件结构采用串行的1位乘采用串行的法方案,即多次执行加法—移位操作来实现。
即多次执行“移位”法方案即多次执行“加法移位”操作来实现。
这种方法并不需要很多器件。
这种方法并不需要很多器件。
然而串行方法毕竟太慢,自从大规模集成电路问世以来自从大规模集成电路问世以来,出现了各种形太慢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它们属于并行乘法器。
式的流水式阵列乘法器它们属于并行乘法器。
1.不带符号的阵列乘法器不带符号的阵列乘法器设有两个不带符号的二进制整数：设有两个不带符号的二进制整数：A=am-1…a1a0=B=bn-1…b1b0=它们的数值分别为a 和即它们的数值分别为和b,即a=∑ai2ii=0=m-1-b=∑bj2jj=0=n-1-在二进制乘法中,被乘数与乘数相乘,产生位乘积P:在二进制乘法中被乘数A与乘数相乘产生+n位乘积：被乘数与乘数B相乘产生m+位乘积P=pm+n-1…p1p0=乘积P的数值为乘积实现这个乘法过程所需要的操作和人们的习惯方法非常类如下页图所示):似:(如下页图所示):如下页图所示上述过程说明了在m位乘位乘n位不带符号整数的阵列乘法上述过程说明了在位乘位不带符号整数的阵列乘法加法—移位中,“加法移位”操作的被加数矩阵。
每一个部分乘积项位加法移位”操作的被加数矩阵。
每一个部分乘积项(位叫做一个被加数。
个被加数{a积)aibj叫做一个被加数。
这m某n个被加数ibj|0≤i≤m-1和个被加数-和0≤j≤n-1}可以用某n个“与”门并行地产生(如右下图所-可以用m个门并行地产生(可以用)。
显然设计高速并行乘法器的基本问题,就在于缩短被加显然,设计高速并行乘法器的基本问题示)。
显然设计高速并行乘法器的基本问题就在于缩短被加数矩阵中每列所包含的1的加法时间的加法时间。
一种求补级阵列乘法器设计陈权刘伏龙陈琳琳
一种求补级阵列乘法器设计陈权刘伏龙陈琳琳发布时间：2021-07-29T09:05:32.613Z 来源：《基层建设》2021年第14期作者：陈权刘伏龙陈琳琳[导读] 乘法器作为乘法、除法、乘方和开方等模拟运算的主要基本单元，一般采用“串行移位”和“并行加法”相结合的方法广东科技学院机电工程学院广东东莞 523083乘法器作为乘法、除法、乘方和开方等模拟运算的主要基本单元，一般采用“串行移位”和“并行加法”相结合的方法，虽使用器件少，但速度慢。
本文介绍了一种求补级阵列乘法器，采用标准加法单元构成乘法器，利用多个一位全加器实现乘法运算，设计求补电路单元用于求补。
Multisim仿真结果表明设计的乘法器能够正确运算。
1引言乘法运算电路的设计就属于中规模集成电路应用，它主要的实现是靠全加器、唯一寄存器、七段译码显示器、振荡电路共同作用来实现的。
中规模集成电路及其应用，本身就是一种完美的逻辑设计作品。
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所组成各类逻辑部件和数字系统，有效地实现各种逻辑功能[1]。
本论文旨在设计一个补码 3×3 的阵列乘法器，输入端为两个4位带符号的补码，输出为一个 7 位的补码，其中最高位均为符号位。
2 系统总体设计求补级阵列乘法器系统设计包括四部分[2]。
设计一个3*3的带求补阵列乘法器总共需要四个部分，其中包括一个1位全加器，一个3位求补电路，一个6位求补器以及一个3*3无符号位乘法器。
从输入端开始输入两个4位带符号位的原码，其中最高位为符号位，然后分别经过两个n位算前求补器进行求补，然后同时到达此乘法器的核心部分，n位乘n位不带符号的乘法阵列，通过运算后对得出的结果进行输出。
3 系统主要电路设计3.1 四位全加器电路设计加法器是产生数的和的装置。
加数和被加数为输入，和数与进位为输出的装置为半加器。
若加数、被加数与低位的进位数为输入，而和数与进位为输出则为全加器。
六位计数器
六位计数器【摘要】六位计数器是一种用于计数的电子设备，可以实现在六位数范围内的计数操作。
它主要用于数据处理、信号处理等领域，具有精准、稳定的特点。
六位计数器的设计原理是基于时钟信号的计数器，通过逐次加1的方式完成计数操作。
其工作模式包括同步计数和异步计数，可以根据需求进行选择。
在应用领域上，六位计数器广泛应用于电子产品、通信设备等领域，在工业控制和自动化领域也扮演着重要角色。
六位计数器也存在计数范围受限、速度较慢等缺点。
未来，随着技术的不断发展，六位计数器将逐渐向更高位数、更高性能的方向发展，更好地满足市场需求，具有重要的应用前景和发展空间。
【关键词】关键词：六位计数器、设计原理、工作模式、应用领域、优缺点、发展趋势、重要性、未来前景。
1. 引言1.1 什么是六位计数器？六位计数器是一种用于计数的电子元件，通常由六个独立的计数单元组成，每个计数单元可以独立地计数并显示数字。
它通过电子元件的计数和存储功能，可以实现数字的自动累加和显示。
六位计数器通常采用二进制计数方式，即每个计数单元可以表示0或1两种状态，通过这种方式可以方便地实现大范围数字的计数。
六位计数器的作用非常广泛，可以用于各种计数场合，如工业自动化控制、计数器具、电子游戏等。
它具有高精度、高可靠性、快速计数等优点，可以满足不同领域的计数需求。
六位计数器是一种十分实用的电子元件，它在现代社会的各个领域都有广泛的应用。
通过不断的技术改进和创新，六位计数器将会在未来发展出更加多样化和智能化的功能，为人们的生活和工作带来更多便利和效益。
1.2 六位计数器的作用六位计数器可以广泛应用于各种领域，其作用主要有以下几个方面：1. 计数功能：六位计数器可以用于对系统进行计数操作，记录特定事件发生的次数。
比如在工业自动化控制中，可以用六位计数器来监测生产线上产品的数量，以便实时掌握生产情况。
2. 时间测量：六位计数器也可以用于时间测量，实现定时或计时功能。
组成原理课设阵列乘法器
组成原理课设阵列乘法器一、引言阵列乘法器是一种常用的数字电路，用于实现乘法运算。
在计算机和其他数字系统中，乘法运算是一项基本操作，因此阵列乘法器具有广泛的应用。
本文将详细介绍阵列乘法器的组成原理、工作原理和设计要点。
二、组成原理阵列乘法器由多个乘法单元组成，每个乘法单元负责一位乘法运算。
常见的阵列乘法器有二进制乘法器和十进制乘法器两种。
1. 二进制乘法器二进制乘法器采用二进制数的乘法算法，将乘法运算分解为多个位的乘法运算。
每个乘法单元由两个输入端和一个输出端组成。
输入端分别连接两个乘数的对应位，输出端连接乘积的对应位。
乘法单元内部采用逻辑门电路实现乘法运算。
2. 十进制乘法器十进制乘法器采用十进制数的乘法算法，将乘法运算分解为多个位的乘法运算。
每个乘法单元由四个输入端和两个输出端组成。
输入端分别连接两个乘数的对应位，输出端连接乘积的对应位。
乘法单元内部采用BCD码（二进制编码的十进制数）和逻辑门电路实现乘法运算。
三、工作原理阵列乘法器的工作原理与乘法运算的原理相同。
以二进制乘法器为例，假设有两个乘数A和B，每个乘数的位数为n。
阵列乘法器将乘法运算分解为n个位的乘法运算，每个位的乘法运算由一个乘法单元完成。
1. 二进制乘法器(1) 初始化：将所有乘法单元的输出置为0。
(2) 逐位运算：从最低位到最高位，依次对A和B的对应位进行乘法运算，并将结果累加到乘法单元的输出上。
(3) 输出结果：将所有乘法单元的输出按位连接起来，得到最终的乘积。
2. 十进制乘法器(1) 初始化：将所有乘法单元的输出置为0。
(2) 逐位运算：从最低位到最高位，依次对A和B的对应位进行乘法运算，并将结果累加到乘法单元的输出上。
同时，将进位信号传递给下一位的乘法单元。
(3) 输出结果：将所有乘法单元的输出按位连接起来，得到最终的乘积。
四、设计要点设计阵列乘法器时需要考虑以下几个要点：1. 乘法单元的选择：根据乘法运算的需求，选择合适的乘法单元。
乘法器
乘法器简介乘法器在当今数字信号处理以及其他诸多应用领域中起着十分重要的作用。
随着科学技术的发展，许多研究人员已经开始试图设计一类拥有更高速率和低功耗，布局规律占用面积小，集成度高的乘法器。
这样，就能让它们更加适用于高速率，低功耗的大规模集成电路的应用当中。
通常的乘法计算方法是添加和位移的算法。
在并行乘法器当中，相加的部分乘积的数量是主要的参数。
它决定了乘法器的性能。
为了减少相加的部分乘积的数量，修正的Booth算法是最常用的一类算法。
为了实现速度的提高Wallace树算法可以用来减少序列增加阶段的数量。
我们进一步结合修正的booth算法和Wallace树算法，可以看到将它们集成到一块乘法器上的诸多优势。
但是，随着并行化的增多，大量的部分乘积和中间求和的增加，会导致运行速度的下降。
不规则的结构会增加硅板的面积，并且由于路由复杂而导致中间连接过程的增多继而导致功耗的增大。
另一方面串并行乘法器牺牲了运行速度来获得更好的性能和功耗。
因此，选择一款并行或串行乘法器实际上取决于它的应用性质。
在本文中，我们将介绍乘法算法以及在应用结构方面的速度比较，占用面积，功率和这些情况的组合绩效指标。
乘运算对于一个N比特的被乘数和一个N比特的乘数相乘的算法如下图所示：Y=Yn-1 Yn-2.....................Y2 Y1 Y0 被乘数X=Xn-1 Xn-2.....................X2 X1 X0 乘数例如： 1101 4-bits1101 4-bits110100001101110110010101一般来说Y=Yn-1Yn-2....................... Y2Y1Y0X=Xn-1Xn-2 (X2X1X0)2Yn-1X0 Yn-2X0 Yn-3X0 ……Y1X0 Y0X0Yn-1X1 Yn-2X1 Yn-3X1 ……Y1X1 Y0X1Yn-1X2 Yn-2X2 Yn-3X2 ……Y1X2 Y0X2… … … ……. …. …. …. ….Yn-1Xn-2 Yn-2X0 n-2 Yn-3X n-2 ……Y1Xn-2 Y0Xn-2Yn-1Xn-1 Yn-2X0n-1 Yn-3Xn-1 ……Y1Xn-1 Y0Xn-1---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- P2n-1 P2n-2 P2n-3 P2 P1 P0“与”门被用来产生部分乘积,如果被乘数是N比特，乘数是M比特，那么就会产生N*M个部分积，然而在不同结构和类型的乘法器当中，部分乘积的产生方式是不同的。
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。
计算机组成原理第2章5-定点原码并行乘法运算
第二章 运算方法和运算器
n位乘n位积可能为2n位.乘积的最后是所有部分积之和，有n个数相加，而FA只有 两个输入端，所以需要改造 方法一：硬件实现方法(串行的“加法和移位”),硬件结构简单,速度太慢(已经淘 汰). 方法二：阵列乘法器
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第二章 运算方法和运算器
时间延迟：
这种乘法器要实现 n 位 × n 位时，需要 n ( n-1) 个全加器和 2n 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,那么就有：
第二章 运算方法和运算器
不带符号的阵列乘法器
设有两个不带符号的二进制整数： A＝am－1…a1a0 B＝bn－1…b1b0 在二进制乘法中,被乘数A与乘数B相乘,产生m＋n位乘积P：
P=A×B＝pm＋n－1…p1p0 乘积P 的数值为：
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第二章 运算方法和运算器
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第二章 运算方法和运算器
带符号的阵列乘法器
阵列乘法器只能处理原码的乘法运算，但在计算机中数据经常采用补码表示， 为实现补码乘法运算，就需要采用带符号的阵列乘法器。 带符号的阵列乘法器可借助无符号的阵列乘法器加上求补电路实现。
算前求补+乘法器+算后求补
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第二章 运算方法和运算器
在对2求补时，令A = an…a1a0是给定的(n + 1)位带符号的数，要求确定它的补 码形式。进行求补的方法就是采用按位扫描技术,从数的最右端a0开始，由右向左 进行扫描，直到找到第一个“1”。
阵列乘法器
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 从演示中可知，最坏 情况下延迟途径,即是沿 着矩阵最右边的对角线 和最下面的一行。因而 得n位×n位不带符
例17:设ｘ＝＋15,ｙ＝－13,用带求补器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[ｘ]原 ＝01111 [ｙ]原 ＝ 11101
符号位单独考虑,算前求补级后 |ｘ|＝1111,|ｙ|＝1101 算后经求补级输出并加上乘积 符号位1,则原码乘积值为 111000011。 换算成二进制数真值是 ｘ· ＝( －11000011)2=(-113) ＝ －195相等。
三. 阵列乘法器
早期计算机中为了简化硬件结构,采用串行的1位乘 法方案,即多次执行“加法—移位”操作来实现。 这种方法并不需要很多器件。然而串行方法毕竟 太慢,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。 1.不带符号的阵列乘法器 设有两个不带符号的二进制整数： A＝am－1…a1a0 B＝bn－1…b1b0 它们的数值分别为a和b,即
a ＝∑ai2i
i＝0
m－1
b ＝∑bj2j
j＝0
n－1
在二进制乘法中,被乘数A与乘数B相乘,产生m＋n位乘积P： P＝pm＋n－1…p1p0 乘积P 的数值为
实现这个乘法过程所需要的操作和人们的习惯方法非常类 似:(如下页图所示）： 上述过程说明了在m位乘n位不带符号整数的阵列乘法 中,“加法—移位”操作的被加数矩阵。每一个部分乘积项(位 积)aibj叫做一个被加数。这m×n个被加数{aibj|0≤i≤m－1和 0≤j≤n－1}可以用m×n个“与”门并行地产生（如右下图所 示）。显然,设计高速并行乘法器的基本问题,就在于缩短被加 数矩阵中每列所包含的1的加法时间。 5位×5位阵列乘法器的逻辑电路图演示
六位阵列乘法器
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：阵列乘法器的设计院（系）：专业：计算机科学与技术班级：学号：姓名：指导教师：胡光元完成日期：2014年1月10日目录第1章总体设计方案 (1)1.1设计原理 (1)1.2设计环境 (1)第2章详细设计方案 (2)2.1顶层方案图的设计与实现 (2)2.1.1创建顶层图形设计文件 (2)2.1.2器件的选择与引脚锁定 (2)2.2功能模块的设计与实现 (3)2.2.1六位阵列乘法模块的设计与实现 (4)2.2.2细胞模块的设计与实现 (5)2.3仿真调试 (7)第3章编程下载与硬件测试 (8)3.1编程下载 (8)3.2硬件测试及结果分析 (8)参考文献 (10)附录（电路原理图） (12)第1章总体设计方案1.1 设计原理由于采用普通的方法计算两个数的相乘比较慢，为了进一步提高乘法运算的运算速度，可以采用类似于人工计算的方法，用阵列乘法器来进行计算，给人们带来了很大的方便。
六位阵列乘法器的原理，X=X1X2X3X4X5X6 Y=Y1Y2Y3Y4Y5Y6且X为被乘数的输入端，Y为乘数的输入端，Z=Z0Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8Z9Z10Z11为乘积的输出端。
其基本原理是阵列的每一行送入乘数Y的每一位数位，而各行错开形成的每一斜列则送入被乘数的每一数位。
六位阵列乘法器的整体设计包含三十六个加法器模块，加法器模块中由一个与门和一个全加器构成，由四个与门、两个异或门、一个三端接口的或门构成的全加器为底层设计，采用原理图设计输入方式，所谓的全加器就是两个数X、Y 及进位输入Cn相加可得全加和Fn和进位输出Cn。
顶层的六位阵列乘法器也采用原理图设计输入方式，在以三十六个加法器为基础而构成的六位阵列乘法器，其主要以六个被乘数输入端、四六个乘数输入端以及八十二个乘积输出端为主，外加还包括中间过程参与计算的进位输入端、部分积输入端和进位输出端、部分积输出端，这样一来就构成了一个完整的六位阵列乘法器。
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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
院（系）：
专业：计算机科学与技术
班级：
学号：
姓名：
指导教师：胡光元
完成日期：2014年1月10日
目录
第1章总体设计方案 (1)
1.1设计原理 (1)
1.2设计环境 (1)
第2章详细设计方案 (2)
2.1顶层方案图的设计与实现 (2)
2.1.1创建顶层图形设计文件 (2)
2.1.2器件的选择与引脚锁定 (2)
2.2功能模块的设计与实现 (3)
2.2.1六位阵列乘法模块的设计与实现 (4)
2.2.2细胞模块的设计与实现 (5)
2.3仿真调试 (7)
第3章编程下载与硬件测试 (8)
3.1编程下载 (8)
3.2硬件测试及结果分析 (8)
参考文献 (10)
附录（电路原理图） (12)
第1章总体设计方案
1.1 设计原理
由于采用普通的方法计算两个数的相乘比较慢，为了进一步提高乘法运算的运算速度，可以采用类似于人工计算的方法，用阵列乘法器来进行计算，给人们带来了很大的方便。
六位阵列乘法器的原理，X=X1X2X3X4X5X6 Y=Y1Y2Y3Y4Y5Y6且X为被乘数的输入端，Y为乘数的输入端，Z=Z0Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8Z9Z10Z11为乘积的输出端。
其基本原理是阵列的每一行送入乘数Y的每一位数位，而各行错开形成的每一斜列则送入被乘数的每一数位。
六位阵列乘法器的整体设计包含三十六个加法器模块，加法器模块中由一个与门和一个全加器构成，由四个与门、两个异或门、一个三端接口的或门构成的全加器为底层设计，采用原理图设计输入方式，所谓的全加器就是两个数X、Y 及进位输入Cn相加可得全加和Fn和进位输出Cn。
顶层的六位阵列乘法器也采用原理图设计输入方式，在以三十六个加法器为基础而构成的六位阵列乘法器，其主要以六个被乘数输入端、四六个乘数输入端以及八十二个乘积输出端为主，外加还包括中间过程参与计算的进位输入端、部分积输入端和进位输出端、部分积输出端，这样一来就构成了一个完整的六位阵列乘法器。
采用硬件描述语言进行电路设计并实现四位阵列乘法的功能，设计的原理图经编译、调试后形成*.bit文件并下载到XCV200可编程逻辑芯片中，若以上过程全部正确，最后经硬件测试验证设计的正确性。
1.2 设计环境
·硬件环境：伟福COP2000型计算机组成原理实验仪、XCV200实验板、微机；
·EDA环境：Xilinx Foundation 3.1设计软件、。
第2章详细设计方案
2.1 顶层方案图的设计与实现
顶层方案图实现四位阵列乘法器的逻辑功能，采用原理图设计输入方式完成，电路实现基于XCV200可编程逻辑芯片。
在完成原理图的功能设计后，把输入/输出信号安排到XCV200指定的引脚上去，实现芯片的引脚锁定。
2.1.1创建顶层图形设计文件
顶层图形文件主要由四位被乘数输入端、四位乘数输入端和八位乘积输出模块组装而成的一个完整的设计实体。
可利用Xilinx Foundation 3.1模块实现顶层图形文件的设计，顶层图形文件结构如图2.1所示。
图2.1 六位阵列乘法器顶层图形文件结构
2.1.2器件的选择与引脚锁定
（1）器件的选择
由于硬件设计环境是基于伟福COP2000型计算机组成原理实验仪和XCV200实验板，故采用的目标芯片为Xlinx XCV200可编程逻辑芯片。
（2）引脚锁定
把顶层图形文件中的输入/输出信号安排到Xlinx XCV200芯片指定的引脚上去，实现芯片的引脚锁定，各信号及Xlinx XCV200芯片引脚对应关系如表2.1
所示。
表2.1 信号和芯片引脚对应关系
2.2 功能模块的设计与实现
六位阵列乘法器是以三十六个加法器模块为基础而实现的，加法器模块中还包括一个两端输入的与门和一个全加器，设计时这两个模块用原理图设计输入方式实现。
2.2.1六位阵列乘法模块的设计与实现
六位阵列乘法模块由三十六个基本加法器模块构成，共有六个被乘数输入端六个乘数输入端和十二个乘积的输出端。
加法器模块由四个两端接口的与门、两个两端接口的异或门和一个三端接口的或门构成如图2.2所示，其设计过程如下：X=X1X2X3X4X5X6
Y=Y1Y2Y3Y4Y5Y6
X*Y=Z0Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8Z9Z10Z11
（1）原理图设计输入方式
图2.2阵列乘法模块原理图
（2）创建元件图形符号
为了能在图形编辑器（原理图设计输入方式）中调用此三十六个基本加法器模块，需要为这三十六个加法器模块创建一个元件图形符号，可用Xilinx Foundation 3.1编译器的Create Symbol模块实现。
（3）功能仿真
对创建的三十六个基本加法器模块进行功能仿真，验证其功能的正确性，可
用Xilinx Foundation 3.1编译器的Simulator模块实现。
六位阵列乘法器的功能表如表2.2所示。
表2.2 阵列乘法功能表
2.2.2细胞模块的设计与实现
细胞模块是以加法器为基础的模块，它包括四个输入端分别为被乘数X、乘数Y、部分积输入PIN、进位输入CIN，相乘部分积输出用POUT表示，进位输出用COUT表示，形成的原理图设计如图2.3表示，其设计过程如下：部分积输出：POUT=(XY)PIN CIN
进位输出：CIN=XYPIN+XYCIN+PINCIN
（1）原理图设计输入方式
图2.3加法器运算原理图
（2）创建元件图形符号
为了能在图形编辑器（原理图设计输入方式）中调用此加法器，需要为加法器创建一个元件图形符号，可用Xilinx Foundation 3.1编译器的Create Symbol模块实现。
（3）功能仿真
对创建的加法器元件进行功能仿真，验证其功能的正确性，可用Xilinx Foundation 3.1编译器的Simulator模块实现。
加法器的功能仿真波形如图2.4所示。
图2.4加法器功能仿真波形
表2.3 加法器的功能表
2.3 仿真调试
仿真调试主要验证设计电路逻辑功能、时序的正确性，本设计中主要采用功能仿真方法对设计的电路进行仿真。
（1）建立仿真波形文件及仿真信号选择
功能仿真时，首先建立仿真波形文件，选择仿真信号，对选定的输入信号设置参数，选定的仿真信号和设置的参数如表2.4所示。
表2.4 仿真信号选择和参数设置（举例）
（2）功能仿真结果与分析
功能仿真波形结果如图2.5所示，仿真数据结果如表2.5所示。
对表2.5与表1.1的内容进行对比，可以看出功能仿真结果是正确的，进而说明电路设计的正确性。
图2.5 功能仿真波形结果
第3章编程下载与硬件测试
3.1 编程下载
利用COP2000实验箱、XCV200实验板的编程下载功能，将得到的1037*.bit 文件下载到XCV200实验板的XCV200可编程逻辑芯片中，此时该元件可实现四位阵列乘法器的功能。
3.2 硬件测试及结果分析
利用XCV200实验板进行硬件功能测试。
一位全加器的输入数据通过XCV200实验板的输入开关实现，输出数据通过XCV200实验板的液晶显示管实现，其对应关系如表3.1所示。
表3.1 XCV200实验板信号对应关系
取[A]=001000 [B]=111011理论计算结果为：[A*B]=11111011000 乘积结果则在XCV200实验板上显示为如图3.1所示：
图3.1 XCV200实验板显示
参考文献
[1] 曹昕燕.EDA技术实验与课程设计［M］.北京：清华大学出版社，2006
[2] 范延滨.微型计算机系统原理、接口与EDA设计技术[M].北京：北京邮电大学出版社，2006
[3] 唐朔飞.计算机组成原理（第2版）［M］.北京：高等教育出版社，2008
附录（电路原理图）。