基于复杂模型机两个8位二进制数乘法的实现
两个八位二进制按位与运算
两个八位二进制按位与运算两个八位二进制按位与运算:理解与应用【引言】在计算机科学中，按位运算是对二进制数字的逐位操作。
其中，按位与运算是指将两个二进制数字的对应位进行逻辑与操作，得到一个新的二进制数字。
本文将以“两个八位二进制按位与运算”为中心，深入探讨按位与运算的原理、应用场景以及相关的更高级别的计算。
【一、按位与运算的原理】按位与运算的原理是在两个二进制数字中，对应位的数字进行逻辑与操作。
具体而言，当两个位都为1时，结果位为1，否则为0。
例如，对于二进制数字1010和1100进行按位与运算，得到的结果是1000。
【二、按位与运算的应用场景】1.掩码操作：按位与运算常用于网络编程中的子网掩码操作。
子网掩码用于将一个IP地址分割为网络部分和主机部分。
通过与子网掩码进行按位与运算，可以获得网络部分的地址。
2.权限判断：按位与运算可以用于权限判断。
假设有一个十进制数字代表用户的权限，将其转换为二进制后的每一位可以表示不同的权限。
通过按位与运算，可以判断用户是否具备某个权限。
3.位操作：按位与运算可以用于位操作，例如清除某一位或者将某一位设置为特定值。
通过与一个特定的二进制数字进行按位与运算，可以实现对位的操作。
【三、按位与运算的进一步应用】1.按位与运算与按位或运算的区别：按位与运算和按位或运算都是对两个二进制数字进行逻辑运算，但结果有所不同。
按位与运算会将两个二进制数字对应位的1取出，而按位或运算会将两个二进制数字对应位的1和0取出。
2.按位与运算的扩展应用：按位与运算不仅可以应用于两个八位二进制数，还可以扩展到更高级别的计算。
例如，可以将两个十进制数字转换为二进制后进行按位与运算，然后再将结果转换回十进制。
这样可以实现更复杂的逻辑运算。
【四、示例与实践】1.示例1：掩码操作假设有一个IP地址为192.168.1.10，子网掩码为255.255.255.0。
首先将IP地址和子网掩码转换为二进制，然后进行按位与运算。
基于FPGA的8位硬件乘法器设计
本科毕业设计基于FPGA的8位硬件乘法器设计摘要VHDL（VHSIC Hardware Description Language）是当今最流行的硬件描述语言之一，能够对最复杂的芯片和最完整的电子系统进行描述。
以硬件描述语言作为设计输入，经过简单的综合与布局，快速烧录至FPGA（Field Programmable Gate Array）上进行测试，是现代IC设计验证的技术主流。
乘法器是处理器进行科学计算和数字信号处理的基本硬件结构，是现代微处理器中的重要部件。
乘法器完成一次乘法操作的周期基本上决定了微处理器的主频。
本文基于FPGA，采用VHDL语言，结合MAX+plusⅡ这个强大的软件平台设计了8位二进制乘法器，并对其进行符号扩展，使其可以统一处理8位带符号数和无符号数。
高速乘法器设计通常分为三个关键步骤：部分积产生、部分积累加和最终结果获得。
本文对部分积产生过程采用改进Booth算法，有效减少部分积加法项；为了统一带符号和无符号数，对部分积进行符号扩展；而对部分积的累加则采取3-2压缩器和4-2压缩器进行压缩；最终结果的获得则以一个根据部分积累加结果到达时间的不同进行延迟优化的选择进位加法器将累加结果和累加进位相加而得。
关键词：乘法器改进Booth算法压缩器选择进位加法器The Circuit Design of 8-bit Hardware Multiplier Based on FPGAKe Xiuyan(College of Engineering, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China) Abstract: VHSIC Hardware Description Language, one of today's most popular hardware description languages, is used to describe the most complex chip and most complete electronic systems.The multiplier is not only the basic hardware structure of the processor for scientific computing and digital signal processing but also an important component of modern microprocessors. This design for 8-bit binary multiplier is based on FPGA, using VHDL language, and proved by the MAX+plusⅡsoftware platform. The multiplicand has an extended sign bit so that the multiplier can unify 8-bit signed and unsigned.High-speed multiplier design is usually divided into three key steps: partial product generation circuit, accumulator and adder. In this paper, the partial product generation process uses the modified Booth algorithm, so that the partial product addition terms can be effectively reduced. The accumulation of partial products takes 3-2 compressor and 4-2 compressor to compress. The final result is obtained with select carry adder.Key words: multiplier the modified Booth algorithm compressor select carry adder目录1 前言 (1)1.1 乘法器的研究背景和意义 (1)1.2 乘法器的研究发展状况 (1)2 总体方案确定 (2)2.1 乘法器设计方案 (2)2.2 硬件描述语言VHDL (3)2.2.1 硬件描述语言 (3)2.2.2 VHDL语言简介 (3)2.2.3 VHDL的基本结构 (4)2.2.4 VHDL的优点 (4)2.3 实验工具MAX+plusⅡ (5)2.3.1 MAX+plusⅡ简介 (5)2.3.2 MAX+plusⅡ的设计流程 (6)2.3.3 MAX+plusⅡ的特点 (6)2.4 现场可编辑门阵列（FPGA） (7)2.4.1 FPGA简介 (7)2.4.2 FPGA的基本结构 (7)2.4.3 FPGA的特点 (8)3 理论分析及设计 (9)3.1 乘法器的数据格式 (9)3.1.1 二进制的表示 (9)3.1.2 无符号数的运算 (9)3.1.3 带符号数的运算 (9)3.1.4 带符号数的符号扩展表示 (9)3.2 乘法器算法 (10)3.2.1 移位相加算法 (10)3.2.2 Booth算法 (11)3.2.3 改进型Booth算法 (12)3.3 加法器 (15)3.3.1 半加器 (15)3.3.2 全加器 (16)3.3.3 串行进位加法器 (16)3.3.4 超前进位加法器 (17)3.3.5 选择进位加法器 (18)3.4 压缩器 (19)4 测试与试验分析 (22)4.1 乘法器的总体结构 (22)4.2 乘法器各个模块的仿真 (23)4.2.1 Booth编码器 (23)4.2.2 Booth译码器 (23)4.2.3 部分积产生电路 (24)4.2.4 压缩器 (25)4.2.5 加法器 (26)4.2.6 顶层文件 (27)5 结论 (28)参考文献 (29)附录 (30)致谢 (33)毕业设计成绩评定表1 前言1.1 乘法器的研究背景和意义微电子技术的迅猛发展，计算机技术的不断进步，带动了集成电路工艺的不断增进，数字芯片的集成度不断提高。
复杂模型机实验实验报告（共9篇）
复杂模型机实验实验报告(共9篇)_复杂模型机实验报告计算机组成原理实验报告实验题目：一台模型计算机的总体设计之复杂模型机设计实验目的：(1)在掌握部件单元电路实验的基础上，进一步将其组成系统，构造一台复杂模型计算机，建立一台基本完整的整机。
(2)为其定义至少五条机器指令，并编写相应的微程序，通过联机调试，观察计算机执行指令：从取指令、指令译码、执行指令等过程中数据通路内数据的流动情况，进一步掌握整机概念。
实验设备TDN-CM+教学实验系统一套、微型计算机一台、排线若干。
实验原理：(1)数据格式及指令系统：①数据格式模型机规定数据采用定点整数补码表示，字长为8位，其格式如下：其中，第7位为符号位，数值表示范围是－27 ≤X≤27－1 ②指令格式模型机设计4大类指令共16条，其中包括算术逻辑指令、I/O 指令、访问及转移指令和停机指令。
A．算术逻辑指令设计九条算术逻辑指令并用单字节表示，寻址方式采用寄存器直接寻址，其格式如下：其中，OP－CODE为操作码，RS为源寄存器，RD为目标寄存器，并规定：九条算术逻辑指令的助记符、功能和具体格式见表5.2－1。
B.访问及转移指令：模型机设计两条访问指令，即存数(STA)、取数(LDA)，两条转移指令，即无条件转移(JMP)、结果为零或有进位转移(BZC)，指令格式如下：其中，OP－CODE为操作码，RD为目的寄存器地址(LDA、STA 指令使用)。
D为位移量(正负均可)，M为寻址模式，其定义如下：本模型机规定变址寄存器RI指定为寄存器R2。
C．I/O指令：输入(IN)和输出(OUT)指令采用单字节指令，其格式如下：其中，addr=01时，选中“INPUT DEVICE”中的开关组作为输入设备，addr=10时，选中“OUTPUT DEVICE”中的数码块作为输出设备。
D．停机指令：停机指令格式如下：HALT指令，用于实现停机操作。
③指令系统：本模型机共有16条基本指令，其中算术逻辑指令七条，移位指令两条，访问内存指令和程序控制指令四条，输入/输出指令两条，其它指令一条。
logisim8位乘法器
logisim8位乘法器
Logisim是一款免费的硬件描述语言（HDL）仿真器，用于设计和验证数字电路。
在Logisim中，你可以创建8位乘法器。
以下是一个简单的8位乘法器的实现：
1. 打开Logisim软件，新建一个项目。
2. 在项目中添加两个8位的输入信号A和B，以及一个8位的输出信号P。
3. 在左侧的元件库中找到“AND”门，将其拖放到设计面板上。
将A和B的每一位与对应的AND门相连。
4. 在AND门之间添加“OR”门，将每个AND门的输出连接到对应的OR门的输入。
5. 将OR门的输出连接到输出信号P。
以下是一个简单的8位乘法器的Verilog代码：
verilog
module multiplier_8bit (
input [7:0] A,
input [7:0] B,
output reg [7:0] P
);
always @(*) begin
P = 8'b0;
for (integer i = 0; i < 8; i = i + 1) begin
P[i] = A[i] & B[i];
end
end
endmodule
这个代码定义了一个名为`multiplier_8bit`的模块，它接受两个8位输入信号A和B，并生成一个8位输出信号P。
在`always`块中，我们使用一个循环来计算每个位的乘积，并将结果存储在输出信号P中。
《计算机组成原理》课程设计_两个数的乘法运算
《计算机组成原理》课程设计报告课程设计题目：两个数的乘法运算小组成员：….完成日期：第十一周模型机设计实验一、实验目的综合运用所学计算机原理知识，设计并实现较为完整的模型计算机。
其功能为：输入两个数，进行两个正数（二进制4位）的乘法运算,输出结果。
二、实验内容编写程序，运行程序，观察并记录运行结果。
三、实验仪器1、ZY15CompSys12BB计算机组成原理及系统结构教学实验箱一台2、排线若干3、PC机一台四、预备知识1、数据格式8位，其格式如下：其中第7位为符号位，数值表示范围是：－1≤X＜127。
2、指令格式模型机设计四大类指令共十六条，其中包括算术逻辑指令、I/O指令、访问存储器、转移指令和停机指令。
（1）算术逻辑指令规定：算术逻辑指令的名称、功能和具体格式见表2—3。
（2）访存指令及转移指令模型机设计2条访存指令，即存数（STA）、取数（LAD），2条转移指令，即无条件转移（负均可）本模型机规定变址寄存器RI指定为寄存器R2。
（3）I/O指令其中，在IN 指令中，addr=01，选中“输入”中的开关组作为输入设备，在OUT指令中，addr=10时，表示选中“输出单元”中的数码块作为输出设备。
（4）停机指令HALT指令，机器码为60H，用于实现停机操作。
3、指令系统复杂模型机共有16条基本指令，其中算术逻辑指令7条，访问内存指令和程序控制指令4条，输入输出指令2条，其它指令1条。
表2-3列出了各条指令的格式、汇编符号、指令功能。
我们依然采用复杂模型机指令系统中的部分指令。
五、实验的机器指令程序如下：地址内容助记符说明00 14 IN R0 ; 作计数器用，00000001→R001 15 IN R1 ; 输入X的值，0000xxxx→R102 05 STA R1 ; X→22H03 2204 15 IN R2 ; 输入Y→R2，0000xxxx→R205 06 STA R2 ; R2→23H06 2307 42 CLR R2 ; R2清零08 06 STA R2 ; 存入结果R2→24H09 240A 02 LAD R2 ; 提取[23H]→R20B 230C 6A RRC R2,R2 ; R2带进位右循环一位→R2 0D 06 STA R2 ; 循环结果→23H0E 230F 02 LAD R2 ; 提取结果S，[24H]→R210 2411 0C BZC [15H] ; 有进位跳转到15H12 1513 08 JMP [18H] ; 无条件跳转到[18H]14 1815 01 LAD R1 ; 提取X→R116 2217 56 ADC R1,R2 ; R1+R2→R218 6A RRC R2,R2 ; R2带进位右循环一位→R219 06 STA R2 ; 循环结果→24H1A 241B70 RLC R0,R0 ; R0带进位左循环一位→R0 1C 0C BZC [20H] ; 有进位跳转到20H1D 201E 08 JMP [0AH] ; 无条件跳转到[0AH]1F 0A20 2A OUT R2 ; 输出R2中的结果21 60 HATL ; 停机22 XX23 XX24 XX六、程序机器指令和微程序以上程序的机器指令如下：$P0014 $P0115 $P0205 $P0322$P0416 $P0506 $P0623 $P0772$P0806 $P0924 $P0A02 $P0B23$P0C6A $P0D06 $P0E23 $P0F02$P1024 $P110C $P1215 $P1308$P1418 $P1501 $P1622 $P1756$P186A $P1906 $P1A24 $P1B70$P1C0C $P1D20 $P1E08 $P1F0A$P202A $P2160微程序如下$M00018108 $M0101ED82 $M0200C050$M0300A004 $M0400E098 $M0501B406$M06959B41 $M07298838 $M0801ED8A$M0901ED8C $M0A00A01E $M0B018001$M0C00201F $M0D019801 $M0E19880F$M0F019801 $M1001ED83 $M11001001$M12030401 $M13018016 $M143D9A01$M1501A205 $M16318207 $M1731820E$M18009001 $M19028401 $M1A05DB81$M1B0180DC $M1C018001 $M1D05DB8D$M1E070A08 $M1F068A09七、复杂模型机的数据通路框图WE图2-7复杂模型机数据通路框图八、复杂模型机实验接线图接到指令单元接到开关单元九、复杂模型机实验流程图十、课程设计总结1、成员总结体会…2、遇到的问题和解决的方法等1）寄存器不够用。
基于8位模型机的定点原码一位乘法的实现
8位模型机是一种通用的电子计算机，可以实现各种算法运算。
本文将重点介绍如何在8位模型机上实现定点原码一位乘法运算，以及具体的实现方法。
一、定点原码一位乘法运算介绍
定点原码一位乘法是指两个数在二进制表示下的乘法运算中，将其中一个数按照原码形式进行运算，即将数值和符号表示在不同的位上。
该运算可以用于处理正数、负数的乘法运算。
二、实现方法
在8位模型机中实现定点原码一位乘法，可以采用硬件电路或软件算法两种方法。
硬件电路方法需要设计乘法器，用于实现两个8位二进制数的乘法。
具体来说，乘法器需要先将其中一个数（被乘数）的符号位进行扩展，然后把两个数乘起来，最后将符号位重新还原。
这种方法的优点是速度快，但是实现难度较大。
软件算法方法可以采用循环累加法，即对于被乘数和乘数的每一位，分别进行乘法运算，然后将得到的乘积加起来，最终得到结果。
这种方法的优点是实现简单，但是速度相对较慢。
三、具体实现过程
本文以软件算法方法为例，介绍如何在8位模型机上实现定点原码一位乘法。
1. 首先定义两个8位二进制数作为被乘数和乘数。
2. 对于被乘数和乘数的每一位，进行乘法运算。
3. 将得到的乘积加起来，得到最终结果。
4. 对于结果的符号位进行处理。
5. 输出结果。
四、总结
本文介绍了在8位模型机上如何实现定点原码一位乘法运算，其中包括硬件电路和软件算法两种方法。
对于软件算法，采用循环累加法可以简单实现。
在实际应用中，可以根据不同的需求选择不同的实现方式。
该算法可以用于处理正数、负数的乘法运算，为计算机科学的发展提供了基础。
二进制的乘法
二进制的乘法二进制是计算机中最基本的数值表示方式之一，它通过使用0和1来表示数值，是计算机中最常用的数值表示方式之一。
而在二进制中，乘法的实现方式与十进制有很大的不同。
本文将介绍二进制的乘法原理及其实现方法。
一、二进制的基本概念在二进制中，每个数字都是由0和1组成的，因此它具有以下特点：1. 二进制只有两个数字：0和1。
2. 二进制的每一位都代表着一种权值，从右往左依次为1、2、4、8、16、32、64、128、256……，每一位上的数字都表示该位的权值。
3. 二进制的数值大小与十进制类似，只是权值不同，每一位上的数字可以表示0或1，因此二进制数值的大小只能是0或1。
4. 二进制数值可以通过数位分解法进行转换，例如：1011=1*2^3+0*2^2+1*2^1+1*2^0=8+0+2+1=11。
二、二进制的乘法原理二进制的乘法原理与十进制类似，只是权值不同。
在十进制中，每一位的权值为10的n次方，而在二进制中，每一位的权值为2的n次方。
因此，在二进制中，两个数的乘法可以分为以下几个步骤： 1. 对于被乘数和乘数的每一位，将它们对应的位数相乘，得到一个中间结果。
2. 将所有的中间结果相加，得到最终结果。
例如，计算二进制数1011和110的乘积，可以按照以下步骤进行：1. 将1011和110的每一位相乘，得到以下中间结果：1011*0=01011*1=10111011*1=10111011*0=02. 将所有的中间结果相加，得到最终结果：0+1011+1011+0=2022因此，二进制数1011和110的乘积为2022。
三、二进制的乘法实现方法二进制的乘法可以通过计算机程序来实现。
在计算机中，二进制的乘法可以分为以下几个步骤：1. 将被乘数和乘数转换为二进制数。
2. 使用循环结构，从被乘数的最低位开始，依次取出每一位。
3. 对于每一位，判断它是否为1，如果是1，则将乘数左移相应的位数，并将结果累加到一个中间变量中。
冯诺依曼 两个8位数的乘法
冯诺依曼两个8位数的乘法冯诺依曼：开启计算机乘法的奇妙世界在计算机科学领域，冯诺依曼（Von Neumann）是一位名噪一时的数学家和计算机科学家。
他的卓越贡献不仅局限于计算机体系结构的提出，还影响着我们如今日益依赖的数字化世界。
其中，两个8位数的乘法概念在冯诺依曼的思想中扮演着重要的角色。
让我们一起进入这个有着指导意义、生动且全面的世界，了解冯诺依曼如何引领我们踏足乘法的奇妙领域。
首先，我们需要了解冯诺依曼的基本思想。
他提出了一种被称为冯诺依曼体系结构的计算机设计原则，该原则将计算机分为五个部分：输入/输出设备、存储器、运算器、控制器和算法。
乘法就是在这个体系结构的指导下被处理的一个重要操作。
通过深入理解乘法的概念，我们可以更好地体会冯诺依曼的思维方式和计算机科学原理。
那么，两个8位数的乘法意味着什么呢？简单来说，它是将两个由8个二进制位（0或1）组成的数字相乘。
这里的“位”实际上代表了计算机中最基本的信息单位。
冯诺依曼的思想告诉我们，计算机处理的所有数据都应该以二进制形式表示。
当我们从左到右逐位进行乘法运算时，冯诺依曼的思想给我们带来了一些重要的启示。
他建议我们首先关注低位（右边）的相乘操作，然后将它们的结果与高位（左边）的乘法相结合。
这样的处理方式不仅简化了运算过程，还能提高计算效率。
冯诺依曼的思维模型引导着我们将复杂的问题分解为更小、更简单的子问题，然后逐步解决它们，以此实现更高效率和准确性。
此外，冯诺依曼还推崇使用算法来解决问题。
在乘法运算中，冯诺依曼提出了著名的乘法算法，即“竖式乘法法则”。
它指导我们通过将两个数的每一位相乘，并将结果按照规定的位置进行相加，最终得到最终答案。
这一算法不仅具有普适性，还能够用于更大位数的乘法运算，为我们提供了一种简便而可行的解决方案。
综上所述，冯诺依曼提出的两个8位数乘法概念在计算机科学中具有重要的意义。
它不仅代表着计算机体系结构的核心思想，也蕴含着计算机科学的基本原理。
101-219的八位二进制计算过程
101-219的八位二进制计算过程一、概述1. 二进制计算是数字逻辑中重要的内容，它在计算机科学和工程中起着至关重要的作用。
了解二进制计算的过程有助于理解计算机内部的运作原理，并且在系统设计和编程中有着广泛的应用。
2. 在此篇文章中，我们将讨论101-219的八位二进制计算过程。
本文将引导读者一步步理解该计算过程，并逐步展示每个步骤的详细计算方法。
二、理论基础3. 二进制是一种基于2为基数的数制。
在二进制中，每一个数码位的值可取0或1。
八位二进制即为由八位0或1组成的二进制数。
4. 要计算101-219的八位二进制，我们首先需要将101和219转换为二进制形式，然后进行减法运算。
计算过程中，我们需要考虑二进制数的补码运算规则。
三、步骤分解5. 将101和219转换为八位二进制数。
a. 101的八位二进制表示为：xxxb. 219的八位二进制表示为：xxx6. 计算101的补码。
a. 正数的补码即为其本身。
b. 101的八位二进制便是其补码。
7. 计算219的补码。
a. 负数的补码为其取非加1。
b. 219的八位二进制为xxx，取非加1得到其补码为：xxx8. 将101的补码与219的补码相加。
a. xxx (101补码)b. +xxx (219补码)c. --------------d. xxx9. 最后一步是将得到的和再转换为原码。
a. xxx的原码即为：xxx四、总结10. 通过上述步骤，我们得到了101-219的八位二进制计算过程。
这一过程展示了如何将数字转换为二进制形式，以及如何进行补码运算和求和运算。
11. 了解和掌握二进制计算的方法对于理解计算机内部的运作原理以及进行程序设计都是至关重要的。
希望读者通过本文的介绍，能够对二进制计算有更加深入的了解和认识。
十一、实际运用12. 了解二进制计算的过程对计算机科学和工程有着广泛的应用。
在计算机内部，所有数字和数据都以二进制形式存储和处理。
理解二进制计算的原理可以帮助我们更好地理解计算机内部的运作机制。
八位二进制乘法器booth
八位二进制乘法器booth八位二进制乘法器Booth是一种快速计算二进制乘法的方法，其原理是将被乘数与乘数一起转化为二进制补码形式，然后进行位移和相加运算，最终得出乘积。
下面我们就来详细了解Booth乘法器的实现流程。
1. 将被乘数和乘数转化为二进制补码形式Booth乘法器的第一步是将被乘数和乘数转化为8位二进制补码形式。
具体来说，要将它们分别转化为8位带符号的二进制数，如果是正数则其二进制与原数相同，如果是负数则其二进制为其绝对值的原码取反加1。
2. 初始化Booth乘法器Booth乘法器的第二步是对其进行初始化。
具体来说，要先在最左侧添加一个0，然后添加8个辅助位，辅助位一般初始化为0。
3. 进行循环，执行移位和加减运算Booth乘法器的第三步是进行循环，每次循环都要进行移位和加减运算。
具体来说，在每一次循环中，都将乘数向右移动一位，并将最后一位的值赋给辅助位。
然后，根据当前乘数的最后一位和辅助位的值，选择加上或者减去被乘数。
4. 得出结果Booth乘法器的最后一步是得出结果。
具体来说，将得到的答案转化为二进制补码形式，然后去掉最左侧辅助位即可得到最终的八位乘积。
除了上述四个步骤外，还有一些细节需要注意。
例如，在进行加减运算时，要先将乘数和被乘数进行符号扩展，将它们分别扩展为一个9位数，扩展时要将第8位的符号复制到第9位。
此外，在进行移位时，要注意移位后最左侧位的值是否为1，如果是1，要进行2次减法。
综上所述，Booth乘法器可以大大加快二进制乘法的运算速度，是一种十分实用的计算方法。
计算机组成原理实验之基于复杂模型机两个8位二进制数乘法的实现
计算机组成原理实验之基于复杂模型机两个8位二进制数乘法的实现本文将讨论计算机组成原理实验中基于复杂模型机实现两个8位二进制数乘法的方法和过程。
首先，我们需要了解什么是复杂模型机。
复杂模型机是一种指令集较为丰富的模型机，它可以对各种计算机组成原理相关的知识进行实验，包括数据传输、算术运算、控制逻辑等。
通过使用复杂模型机，我们可以更加直观地理解计算机的工作方式。
在该实验中，我们需要实现两个8位二进制数的乘法。
具体步骤如下：1.首先，我们需要设计一个乘法单元，该单元可以将两个8位的二进制数进行乘法运算，并输出结果。
乘法单元可以采用循环加法的方法实现，即将其中一个乘数逐位与另一个乘数相乘，并将结果累加。
在循环中，需要使用一个累加器来存储运算结果。
2.在乘法单元的设计中，我们需要考虑进位和溢出情况。
当两个二进制数相乘得到的结果超过8位时，我们需要保留最低的8位，并且判断是否有进位。
当运算结果超过8位时，我们需要对结果进行截断，并输出进位信息。
3.实现乘法单元时，还需要考虑符号位的处理。
由于本实验中我们只考虑无符号二进制数的乘法，因此我们可以忽略符号位的处理。
4. 实验中可以使用硬件描述语言（如VHDL或Verilog）进行乘法单元的设计和仿真。
利用仿真工具，我们可以对设计的乘法单元进行测试和调试，确保其功能正确。
5.在设计和实现完乘法单元后，我们可以将其集成到复杂模型机的指令集中。
具体实现方式可以根据复杂模型机的架构和指令集设计进行调整。
通过以上步骤，我们可以实现两个8位二进制数乘法的功能。
在实验中，我们可以通过提供不同的测试用例来验证乘法功能的正确性，并观察乘法单元的输出结果是否符合预期。
此外，我们还可以将乘法单元与其他指令进行组合，进一步实现复杂的运算和应用，以加深对计算机组成原理的理解。
总结起来，基于复杂模型机实现两个8位二进制数乘法的实验需要进行乘法单元的设计和实现，并将其集成到复杂模型机的指令集中。
8位乘法器实验报告
6.2 8位乘法器的设计1.实验目的（1）熟悉isEXPERT/MAX+plusisEXPERT/MAX+plus II/Foudation Series 软件的基本使用方法。
（2）熟悉GW48-CK EDA实验开发系统的基本使用方法。
（3）学习VHDL基本逻辑电路的综合设计。
2．实验内容设计并调试好由8位加法器构成的以时序逻辑方式设计的8位乘法器。
此乘法器通过判断被乘数的位值为1还是零，并通过乘数的左移与上一次和相加的方法，实现了8位乘法的运算，并用GW48-CK EDA实验开发系统进行硬件验证。
3.实验条件（1）开发设备：Lattice ispEXPERT。
（2）实验设备：GW48-CK EDA实验开发系统。
（3）拟用芯片：ispLSI1032E PLCC-84或EPF10K10LC84-3或XCS05/XL PLCC84以及运算控制电路和外部时钟。
4.实验设计1）系统的原理框图2）VHDL源程序（1）选通与门模块的源程序ANDARITH.VHDLIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY ANDARITH ISPORT(ABIN: IN STD_LOGIC;DIN: IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); DOUT: OUT STD_LOGIC_vector(7 DOWNTO 0)); END ENTITY ANDARITH;ARCHITECTURE ART OF ANDARITH ISBEGINPROCESS(ABIN,DIN)ISBEGINFOR I IN 0 TO 7 LOOPDOUT(I)<=DIN(I)AND ABIN;END LOOP;END PROCESS;END ARCHITECTURE ART;(2)16位锁存器的源程序REG16B.VHD LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY REG16B ISPORT (CLK: IN STD_LOGIC;CLR: IN STD_LOGIC;D: IN STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0); Q: OUT STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0)); END ENTITY REG16B;ARCHITECTURE ART OF REG16B ISSIGNAL R16S: STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0); BEGINPROCESS(CLK,CLR)ISBEGINIF CLR='1' THEN R16S<="0000000000000000"; ELSIF CLK'EVENT AND CLK= '1' THENR16S(6 DOWNTO 0)<=R16S(7 DOWNTO 1);R16S(15 DOWNTO 7)<=D;END IF;END PROCESS;Q<=R16S;END ARCHITECTURE ART;(3)8位右移寄存器的源程序SREG8B.VHDLIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY SREG8B ISPORT(CLK:IN STD_LOGIC; LOAD:IN STD_LOGIC; DIN:IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); QB: OUT STD_LOGIC);END ENTITY SREG8B;ARCHITECTURE ART OF SREG8B ISSIGNAL REG8B :STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); BEGINPROCESS(CLK, LOAD)ISBEGINIF CLK'EVENT AND CLK='1'THENIF LOAD='1'THEN REG8B<=DIN;ELSE REG8B(6 DOWNTO 0)<=REG8B(7 DOWNTO 1); END IF;END IF;END PROCESS;QB<=REG8B(0);END ARCHITECTURE ART;(4)乘法运算控制器的源程序ARICTL.VHDLIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY ARICTL ISPORT(CLK:IN STD_LOGIC; START:IN STD_LOGIC; ARIEND:OUT STD_LOGIC;CLKOUT: OUT STD_LOGIC;RSTALL: OUT STD_LOGIC);END ENTITY ARICTL;ARCHITECTURE ART OF ARICTL ISSIGNAL CNT4B: STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); BEGINRSTALL<=START;PROCESS(CLK,START)ISBEGINIF START='1'THEN CNT4B<="0000";ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1'THENIF CNT4B<8 THENCNT4B <=CNT4B+1;END IF;END IF;END PROCESS;PROCESS(CLK,CNT4B,START)ISBEGINIF START='0' THENIF CNT4B<8 THENCLKOUT <=CLK;ARIEND<='0';ELSE CLKOUT<='0';ARIEND<='1';END IF;ELSE CLKOUT<=CLK;ARIEND<='0';END IF;END PROCESS;END ARCHITECTURE ART;(5)8位乘法器的源程序MULTI8X8.VHDLIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY MULTI8X8 ISPORT(CLK:IN STD_LOGIC;START:IN STD_LOGIC;A:IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);B:IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);ARIEND:OUT STD_LOGIC;DOUT:OUT STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0)); END ENTITY MULTI8X8;ARCHITECTURE ART OF MULTI8X8 ISCOMPONENT ARICTL ISPORT(CLK:IN STD_LOGIC;START:IN STD_LOGIC;CLKOUT:OUT STD_LOGIC; RSTALL:OUT STD_LOGIC; ARIEND: OUT STD_LOGIC);END COMPONENT ARICTL;COMPONENT ANDARITH ISPORT(ABIN:IN STD_LOGIC;DIN:IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);DOUT: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)); END COMPONENT ANDARITH;COMPONENT ADDER8B ISPORT(CIN: IN STD_LOGIC;A: IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);B: IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);S: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);COUT: OUT STD_LOGIC);END COMPONENT ADDER8B ;COMPONENT SREG8B ISPORT(CLK: IN STD_LOGIC;LOAD: IN STD_LOGIC;DIN: IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);QB: OUT STD_LOGIC);END COMPONENT SREG8B ;COMPONENT REG16B ISPORT (CLK: IN STD_LOGIC;CLR: IN STD_LOGIC;D: IN STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0);Q: OUT STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0)); END COMPONENT REG16B ;SIGNAL S1: STD_LOGIC;SIGNAL S2: STD_LOGIC;SIGNAL S3: STD_LOGIC;SIGNAL S4: STD_LOGIC;SIGNAL S5: STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);SIGNAL S6: STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0);SIGNAL S7: STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0);BEGINDOUT<=S7; S1<='0';U1:ARICTL PORT MAP(CLK=>CLK,START=>START,CLKOUT=>S2,RSTALL=>S3,ARIEND=>ARIEND);U2:SREG8B PORT MAP(CLK=>S2,LOAD=>S3,DIN=>A,QB=>S4);U3:ANDARITH PORT MAP(ABIN=>S4,DIN=>B,DOUT=>S5);U4:ADDER8B PORT MAP(CIN=>S1,A=>S7(15 DOWNTO 8)),B=>S5(7 DOWNTO 0),S=>S6(7 DOWNTO 0),COUT=>S6(8); U5:REG16B PORT MAP(CLK=>S2,CLR=>S3,D=>S6(8 DOWNTO 0),Q=>S7(7 DOWNTO 0));END ARCHITECTURE ART;5.系统仿真文件当ATRRT为高电平时，将16位寄存器清零，当START为低电平时，在CLK为1时进行乘法运算，通过8次移位和加法操作，运算进行8个CLK为1的时钟，之后得到输出结果，且ARIEND为1,乘法运算结束。
基于复杂模型机两个8位二进制数乘法的实现
评语: 课中检查完成的题号及题数：成绩: 自评分:实验报告实验名称：基于复杂模型机两个8位二进制数乘法的实现日期：本人信息班级：学号：姓名：一、实验目的：1、综合运用所学计算机组成原理知识，设计并实现较为完整的计算机；2、理解计算机运行的原理以及微指令架构；3、掌握原码一位乘实现的控制流程和硬件配置。
二、实验内容：1、根据实验指导书提供的复杂模型机电路图连接电路，并校验电路2、装载示例程序并运行，分析理解所增加的微指令3、根据复杂模型机现有条件设计两个8位二进制相乘的程序三、项目要求及分析：要求：利用上述模型机通过编写程序实现两个8位二进制数的乘法运算。
分析：要求利用复杂模型机现有的指令系统以及硬件电路设计一段实现八位二进制数相乘的程序。
因为乘法在计算机中有多种算法实现，包括整数乘、小数乘、原码乘、补码乘等等，因为此次实验并不要求给出一个完整的实用乘法程序段，故实验程序只实现两个八位二进制整数无符号相乘运算。
采用算法如下：采用算法如下：乘数 A A7A6A5A4A3A2A1A0被乘数B乘积 C = B·A0 +2（B·A1+2（B·A2+ ……2·B·A7））））））其中Ai为0或者1，在机器中使用原码表示2*X是使X左移1位。
若不采用循环模式而是直接使用指令将该算法的乘积等式直接表示出来，需要A,B,RL（结果低位）,RH （结果高位）四个通用寄存器；而若使用循环模式，则需要除A、B、RL、RH外的CX（控制循环次数以及高低位相与寄存器）和AD（取中间结果高低位）的辅助。
此次实验为了充分的接触指令系统，采用循环模式。
由于复杂模型机中只有R0、R1、R2、R3四个通用寄存器，故一些原来计划使用的寄存器改为使用主存。
另外，因为低位结果相加可能进位，所以修改原微指令ADD为带进位加法。
四、具体实现：1. 画出算法流程图该流程图使用了以下6个寄存器CX, AD,A,B,RL,RH；其中CX作为计数以及辅助生成AD 的，CX变化为1000 0000 初始值0000 00010000 0010……1000 0000 程序结束AD作为被乘数的高低位划分数据, 其中被乘数B中高位对应的AD的位置1，低位置0: 0000 0000 初始值0000 0001 CX OR AD -> AD0000 0011……1111 1111另流程图中所用6个寄存器在实现中使用MEM代替，CX,AD,A,B使用R2作RL，R3作RH，左移1位等价右移7位。
8bit booth乘法器
8bit booth乘法器8位乘法器是一种能够完成两个8位二进制数的乘法运算的电子器件。
在数字电路和计算机学中，乘法器是实现算术运算的重要组件之一。
由于乘法涉及到多位数的运算，所以乘法器的设计将会比加法器复杂一些，但因为其实现是数字逻辑的原理之一，所以乘法器仍然是非常常见且广泛应用的电路。
8位乘法器由多个基本的逻辑门组成，这些逻辑门能够根据一个简单的算法将两个输入的数相乘得出一个结果。
下面将会详细介绍8位乘法器的工作原理、设计方法和优缺点。
1. 工作原理8位乘法器的工作原理是通过模拟手算乘法的过程来实现：将其中一个乘数按照二进制数的位数将其分为多个数字，然后逐位与另一个乘数相乘；然后将相乘所得的结果相加，得到最终的积。
8位乘法器通常采用Booth乘法算法。
Booth乘法算法是一种数值优化的乘法算法，其基本思想是在乘法过程中尽量减少加法器的使用次数。
Booth乘法使用了“移位-加/减”操作，通过每次将操作数向右移一位，从而将相乘的过程分解成一系列的加/减运算。
具体来讲，假设我们要将A和B两个8位二进制数相乘，现在以A=00101011和B=00011101为例说明Booth乘法的具体流程：1) 将A和B扩展为9位宽，即A=000101011和B=000011101；2) 将B的最低位和次低位相连，得到"01"，将其作为操作码，表示下一步的移位和加/减操作的类型；3) 将A向左移一位，再加上操作码；4) 根据操作码，选择加法或减法，得到一个结果，存储在寄存器中；5) 将寄存器向右移一位，得到下一步的操作码；6) 重复3)到5)的步骤，共进行8次，即完成了整个乘法的计算。
Booth乘法的关键就在于它的“加减优化”机制。
当操作码为“01”时，表示需要对寄存器进行减法操作，而这个减法实际上是通过加上B 的补码来实现的；同样，当操作码为“10”时，表示需要对寄存器进行加法操作，但实际上是通过减去B的补码来实现的。
实验六：复杂模型机的设计与实现精编版
实验六：复杂模型机的设计与实现精编版MQS system office room 【MQS16H-TTMS2A-MQSS8Q8-MQSH16898】实验五复杂模型机的设计与实现一、实验目的综合运用所学计算机原理知识，设计并实现较为完整的计算机。
二、实验设备Dais-CMX16+计算机组成原理教学实验系统一台，实验用导线若干。
三、数据格式及指令系统1.数据格式其中第7。
2.指令格式模型机设计四大类指令共16条，其中包括算术逻辑指令、I/O指令、访问及转移指令和停机指令。
⑴算术逻辑指令设计9条算术逻辑指令并用单字节表示，寻址方式采用寄存器直接寻址，其格式如下：其中，OP-CODE其中9条算术逻辑指令的名称、功能和具体格式见表5-1。
⑵访问指令及转移指令模型机设计2条访问指令，即存数（STA）、取数（LDA），2条转移指令，即无条件转移（JMP）、结果为零或有进位转移指令（BZC指令使用）。
D为十⑶I/O指令输入（IN）和输出（⑷停机指令 指令格式如下：HALT 3. 指令系统本模型机共有16条基本指令，其中算术逻辑指令9条，访问内存指令和程序控制指令4条，输入输出指令2条，其它指令1条。
下表列出了各条指令的格式、汇编符号、指令功能。
表5-1图5-1复杂模型机微程序流程图按照系统建议的微指令格式，参照微指令流程图，将每条微指令代码化，译成二进制代四、实验方法㈠键盘操作⑴首先卸去实验连接，然后按如下操作，把系统工作方式设为“微控／在线”。
在待命状态0下按【减址】键，LCD 显示器显示工作模式选项：按【增址】键，将光标移到“MUD ”微程序模式，按【减址】键确定后，系统先询问用户是否使用搭接方式，按【增址】键选择“y ”（搭接）或“n ”（在线），按【减址】键确定：接着系统询问用户是否使用扩展I/O 方式，按【增址】键选择“y ”（扩展I/O ）或“n ”（微控制器关联），按【减址】键确定：确定设置后，系统返回待命状态0。
EDA课程设计八位乘法器
EDA课程设计报告实验名称：八位乘法器实验地点：@@@@班级：@@@@@学号：@@@@@姓名：@@@@目录一.引言1.1 EDA技术的概念••1.2 EDA技术的特点••1.3 EDA设计流程••1.4 VHDL介绍••二．八位乘法器的设计要求与设计思路••2.1 设计目的••2.2 设计要求••三．八位乘法器的综合设计••3.1 八位乘法器功能••3.2 八位乘法器设计方案••3.3 八位乘法器实体设计••3.4 八位乘法器VHDL设计••3. 5八位乘法器仿真图形••心得体会••参考文献••一、引言1.1 EDA技术的概念EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的缩写，在20世纪90年代初从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。
EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言HDL 完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。
1.2 EDA技术的特点利用EDA技术进行电子系统的设计，具有以下几个特点：①用软件的方式设计硬件；②用软件方式设计的系统到硬件系统的转换是由有关的开发软件自动完成的；③设计过程中可用有关软件进行各种仿真；④系统可现场编程，在线升级；⑤整个系统可集成在一个芯片上，体积小、功耗低、可靠性高。
因此，EDA技术是现代电子设计的发展趋势。
1.3 EDA设计流程典型的EDA设计流程如下:1、文本/原理图编辑与修改。
首先利用EDA工具的文本或图形编辑器将设计者的设计意图用文本或图形方式表达出来。
2、编译。
完成设计描述后即可通过编译器进行排错编译，变成特定的文本格式，为下一步的综合做准备。
3、综合。
将软件设计与硬件的可实现性挂钩，是将软件转化为硬件电路的关键步骤。
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。
基于COP2000的定点无符号数乘法的实现
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:基于COP2000的定点无符号数乘法的实现目录第1章总体设计方案 (1)1.1设计原理 (1)1.2设计思路 (1)1.3设计环境 (1)第2章详细设计方案 (3)2.1总体方案的设计 (3)2.1.1总体方案的逻辑图 (4)2.2功能模块的设计 (5)2.2.1 数据输入模块的设计 (6)2.2.2 乘数末位判断与移位模块的设计 (6)2.2.3 乘积结果显示模块的设计 (7)第3章程序调试与结果测试 (9)3.1程序调试 (9)3.2结果测试 (9)参考文献 (11)附录（源程序） (12)第1章总体设计方案1.1 设计原理两个8位无符号数相乘，所乘结果是16位，采用原码一位乘，在计算时，用乘数寄存器的最低位来控制部分积是否与被乘数相加，然后右移部分积和乘数，同时乘数寄存器接收部分积右移出来的一位，完成运算后，部分积寄存器保存乘积的高位部分，乘数寄存器中保存乘积的低位部分。
1.2 设计思路被乘数与乘数都是8位，所以相乘的结果是16位。
每个寄存器的范围是8位，所以乘积的结果用两个寄存器来存储表示。
实验开始时将实验数据从实验箱的开关输入到R0、R1、R2、R3四个寄存器中，部分积存放在R0，8位乘数放在R1,8位被乘数放在R2，R3控制乘数与被乘数都是8位数。
在计算时，首先判断乘数末位上的值是1还是0，决定被乘数是否与部分积相加，然后判断部分积的末位，因为右移时部分积的末位会溢出，乘数右移时要接收由部分积溢出来的数，所以根据判断来决定乘数右移后的高位是1还是0。
运算结束时16位乘积结果的高8位从R0调出，低8位从R1调出，两个数据组成最终结果。
1.3设计环境本实验采用COP2000实验箱和COP2000仿真软件。
在COP2000试验仪上实现编程，所应用的编程语言为汇编语言。
在伟福试验仪中有相关的模型机指令集分为几大类：算术运算指令、逻辑运算指令、移位指令、数据传输指令、跳转指令、中断返回指令、输入输出指令。
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评语: 课中检查完成的题号及题数：成绩: 自评分:实验报告实验名称：基于复杂模型机两个8位二进制数乘法的实现日期：本人信息班级：学号：姓名：一、实验目的：1、综合运用所学计算机组成原理知识，设计并实现较为完整的计算机；2、理解计算机运行的原理以及微指令架构；3、掌握原码一位乘实现的控制流程和硬件配置。
二、实验内容：1、根据实验指导书提供的复杂模型机电路图连接电路，并校验电路2、装载示例程序并运行，分析理解所增加的微指令3、根据复杂模型机现有条件设计两个8位二进制相乘的程序三、项目要求及分析：要求：利用上述模型机通过编写程序实现两个8位二进制数的乘法运算。
分析：要求利用复杂模型机现有的指令系统以及硬件电路设计一段实现八位二进制数相乘的程序。
因为乘法在计算机中有多种算法实现，包括整数乘、小数乘、原码乘、补码乘等等，因为此次实验并不要求给出一个完整的实用乘法程序段，故实验程序只实现两个八位二进制整数无符号相乘运算。
采用算法如下：采用算法如下：乘数 A A7A6A5A4A3A2A1A0被乘数B乘积 C = B·A0 +2（B·A1+2（B·A2+ ……2·B·A7））））））其中Ai为0或者1，在机器中使用原码表示2*X是使X左移1位。
若不采用循环模式而是直接使用指令将该算法的乘积等式直接表示出来，需要A,B,RL（结果低位）,RH（结果高位）四个通用寄存器；而若使用循环模式，则需要除A、B、RL、RH外的CX（控制循环次数以及高低位相与寄存器）和AD（取中间结果高低位）的辅助。
此次实验为了充分的接触指令系统，采用循环模式。
由于复杂模型机中只有R0、R1、R2、R3四个通用寄存器，故一些原来计划使用的寄存器改为使用主存。
另外，因为低位结果相加可能进位，所以修改原微指令ADD为带进位加法。
四、具体实现：1. 画出算法流程图该流程图使用了以下6个寄存器CX, AD,A,B,RL,RH；其中CX作为计数以及辅助生成AD的，CX变化为1000 0000 初始值0000 00010000 0010……1000 0000 程序结束AD作为被乘数的高低位划分数据, 其中被乘数B中高位对应的AD的位置1，低位置0:0000 0000 初始值0000 0001 CX OR AD -> AD0000 0011……1111 1111另流程图中所用6个寄存器在实现中使用MEM代替，CX,AD,A,B使用R2作RL，R3作RH，左移1位等价右移7位。
2.根据算法实现，若需修改指令系统，画出修改后的微程序流程图3．编写修改指令系统后的二进制代码表二进制数微代码表地址十六进制表示高五位S3-S0 A字段B字段C字段UA5-UA000 00 00 01 00000 0000 000 000 000 00000101 00 6D 43 00000 0000 110 110 101 00001103 10 70 70 00010 0000 111 000 001 11000004 00 24 05 00000 0000 010 010 000 00010105 04 B2 01 00000 1001 011 001 000 00000106 00 24 07 00000 0000 010 010 000 00011107 01 32 01 00000 0010 011 001 000 00000108 10 60 09 00010 0000 110 000 000 00100109 18 30 01 00011 0000 011 000 000 0000010A 10 60 10 00010 0000 110 000 000 010000 0B 00 00 01 00000 0000 000 000 000 000001 0C 10 30 01 00010 0000 011 000 000 000001 0D 20 06 01 00100 0000 000 011 000 000001 0E 00 53 41 00000 0000 101 001 101 000001 0F 00 00 CB 00000 0000 000 000 011 00101110 28 04 01 00101 0000 000 010 000 00000111 10 30 01 00010 0000 011 000 000 00000112 06 B2 01 00000 1101 011 001 000 00000113 00 24 14 00000 0000 010 010 000 01010014 05 B2 01 00000 1011 011 001 000 00000115 00 24 16 00000 0000 010 010 000 01011016 01 B2 01 00000 0011 011 001 000 00000117 00 24 18 00000 0000 010 010 000 01100018 04 32 01 00000 1000 011 001 000 000001 1B 00 53 41 00000 0000 101 001 101 000001 1C 10 10 1D 00010 0000 001 000 000 011101 1D 10 60 8C 00010 0000 110 000 010 001100 1E 10 60 1F 00010 0000 110 000 000 011111 1F 10 10 20 00010 0000 001 000 000 100000 20 10 60 8C 00010 0000 110 000 010 00110028 10 10 29 00010 0000 001 000 000 10100129 00 28 2A 00000 0000 010 100 000 101010 2A 04 E2 2B 00000 1001 110 001 000 101011 2B 04 92 8C 00000 1001 001 001 010 001100 2C 10 10 2D 00010 0000 001 000 000 101101 2D 00 2C 2E 00000 0000 010 110 000 101110 2E 04 E2 2F 00000 1001 110 001 000 101111 2F 04 92 8C 00000 1001 001 001 010 00110030 00 16 04 00000 0000 001 011 000 00010031 00 16 06 00000 0000 001 011 000 00011032 00 6D 48 00000 0000 110 110 101 00100033 00 6D 4A 00000 0000 110 110 101 00101034 00 34 01 00000 0000 011 010 000 00000135 00 00 35 00000 0000 000 000 000 11010136 00 6D 51 00000 0000 110 110 101 01000137 00 16 12 00000 0000 001 011 000 01001038 00 16 13 00000 0000 001 011 000 01001139 00 16 15 00000 0000 001 011 000 0101013A 00 16 17 00000 0000 001 011 000 010111 3B 00 00 01 00000 0000 000 000 000 000001 3C 00 6D 5C 00000 0000 110 110 101 011100 3D 00 6D 5E 00000 0000 110 110 101 011110 3E 00 6D 68 00000 0000 110 110 101 101000 3F 00 6D 6C 00000 0000 110 110 101 101100 地址十六进制表示高五位S3-S0 A字段B字段C字段UA5-UA04. 编写微程序两个8位二进制数的乘法运算程序如下：;机器指令$P 00 20;INPUT TO R0$P 01 00$P 02 22;INPUT TO R2$P 03 00$P 04 61;SET R1 TO 00$P 05 00$P 06 63;SET R3 TO 00$P 07 00$P 08 63;SET R3 TO F8$P 09 F8$P 0A D3;STORE R3 TO 80 AS A TAG$P 0B 80;循环主体$P 0C 63;SET R3 TO 01$P 0D 01$P 0E 1B;AND R2,R3$P 0F F0;BZC TO 12$P 10 12$P 11 01;ADD R0,R1$P 12 63;SET R3 TO 01$P 13 01$P 14 AD;RR R3,R1$P 15 AE;RR R3,R2$P 16 63;SET R3 TO 7F$P 17 7F$P 18 1E;AND R3,R2$P 19 63;SET R3 TO 80$P 1A 80$P 1B 17;AND R1,R3$P 1C 9E;OR R3,R2$P 1D 63;SET R3 TO 01$P 1E 01$P 1F AF;RR R3,R3 JUST TO MAKE FZ NOT EQUAL ONE THEN BZC DEPENDS ON FC$P 20 F0;BZC TO 40$P 21 40$P 22 63;SET R3 TO 7F$P 23 7F$P 24 1D;AND R3,R1 TO MAKE THE HB OF R1 AS 0$P 25 63;SET R3 TO 01$P 26 01$P 27 AF;RR R3,R3 JUST TO ...$P 28 C3;LAD 80 TO R3$P 29 80$P 2A 73;R3++$P 2B F0;BZC TO THE END WHICH IS 90$P 2C 90$P 2D D3;STA R3 TO 80$P 2E 80$P 2F E0;JMP TO THE ENTRANCE OF THE CYCLE $P 30 0C;条件转移指令分支$P 40 63;SET R3 TO 80$P 41 80$P 42 9D;OR R3,R1 TO MAKE THE HB OF R1 AS 1 $P 43 E0;JMP TO 25$P 44 25;程序结尾$P 90 34;OUTPUT R1$P 91 40$P 92 38;OUTPUT R2$P 93 40$P 94 50;STOP;微指令; //** Start Of MicroController Data **//$M 00 000001 ; NOP$M 01 006D43 ; PC->AR, PC加1$M 03 107070 ; MEM->IR, P<1>$M 04 002405 ; RS->B$M 05 04B201 ; A加B->RD$M 06 002407 ; RS->B$M 07 013201 ; A与B->RD$M 08 106009 ; MEM->AR$M 09 183001 ; IO->RD$M 0A 106010 ; MEM->AR$M 0B 000001 ; NOP$M 0C 103001 ; MEM->RD$M 0D 200601 ; RD->MEM$M 0E 005341 ; A->PC$M 0F 0000CB ; NOP, P<3>$M 10 280401 ; RS->IO$M 11 103001 ; MEM->RD$M 12 06B201 ; A加1->RD$M 13 002414 ; RS->B$M 14 05B201 ; A减B->RD$M 15 002416 ; RS->B$M 16 01B201 ; A或B->RD$M 17 002418 ; RS->B$M 18 043201 ; A右环移->RD $M 1B 005341 ; A->PC$M 1C 10101D ; MEM->A$M 1D 10608C ; MEM->AR, P<2> $M 1E 10601F ; MEM->AR$M 1F 101020 ; MEM->A$M 20 10608C ; MEM->AR, P<2> $M 28 101029 ; MEM->A$M 29 00282A ; RI->B$M 2A 04E22B ; A加B->AR$M 2B 04928C ; A加B->A, P<2> $M 2C 10102D ; MEM->A$M 2D 002C2E ; PC->B$M 2E 04E22F ; A加B->AR$M 2F 04928C ; A加B->A, P<2> $M 30 001604 ; RD->A$M 31 001606 ; RD->A$M 32 006D48 ; PC->AR, PC加1 $M 33 006D4A ; PC->AR, PC加1 $M 34 003401 ; RS->RD$M 35 000035 ; NOP$M 36 006D51 ; PC->AR, PC加1 $M 37 001612 ; RD->A$M 38 001613 ; RD->A$M 39 001615 ; RD->A$M 3A 001617 ; RD->A$M 3B 000001 ; NOP$M 3C 006D5C ; PC->AR, PC加1$M 3D 006D5E ; PC->AR, PC加1$M 3E 006D68 ; PC->AR, PC加1$M 3F 006D6C ; PC->AR, PC加1; //** End Of MicroController Data **//5. 编写机器指令验证;机器指令$P 00 20;INPUT TO R0$P 01 00$P 02 22;INPUT TO R2$P 03 00$P 04 61;SET R1 TO 00$P 05 00$P 06 63;SET R3 TO 00$P 07 00$P 08 63;SET R3 TO F8$P 09 F8$P 0A D3;STORE R3 TO 80 AS A TAG$P 0B 80;循环主体$P 0C 63;SET R3 TO 01$P 0D 01$P 0E 1B;AND R2,R3$P 0F F0;BZC TO 12$P 10 12$P 11 01;ADD R0,R1$P 12 63;SET R3 TO 01$P 13 01$P 14 AD;RR R3,R1$P 15 AE;RR R3,R2$P 16 63;SET R3 TO 7F$P 17 7F$P 18 1E;AND R3,R2$P 19 63;SET R3 TO 80$P 1A 80$P 1B 17;AND R1,R3$P 1C 9E;OR R3,R2$P 1D 63;SET R3 TO 01$P 1E 01$P 1F AF;RR R3,R3 JUST TO MAKE FZ NOT EQUAL ONE THEN BZC DEPENDS ON FC$P 20 F0;BZC TO 40$P 21 40$P 22 63;SET R3 TO 7F$P 23 7F$P 24 1D;AND R3,R1 TO MAKE THE HB OF R1 AS 0 $P 25 63;SET R3 TO 01$P 26 01$P 27 AF;RR R3,R3 JUST TO ...$P 28 C3;LAD 80 TO R3$P 29 80$P 2A 73;R3++$P 2B F0;BZC TO THE END WHICH IS 90$P 2C 90$P 2D D3;STA R3 TO 80$P 2E 80$P 2F E0;JMP TO THE ENTRANCE OF THE CYCLE $P 30 0C;条件转移指令分支$P 40 63;SET R3 TO 80$P 41 80$P 42 9D;OR R3,R1 TO MAKE THE HB OF R1 AS 1 $P 43 E0;JMP TO 25$P 44 25;程序结尾$P 90 34;OUTPUT R1$P 91 40$P 92 38;OUTPUT R2$P 93 40$P 94 50;STOP联机装入调试五、调试运行结果：输入FD*FE，输出FB06。