移位相加8位硬件乘法器电路计

电子技术课程设计

----移位相加8位硬件乘法器电路计

学院: 华科学院

专业: 通信工程

班级:通信052201H

姓名: 张茹

学号:200522080122

指导教师:柴婷婷

2007年12月30日

一，设计任务与要求--------------------（3）1，内容

2，要求

二，总体框图---------------------------（3）1，电路的总体框图

2，框图的说明

3，设计思路

4，方案设计

三，选择器件与功能模块-----------------（5）1，选择器件各功能模块及功能说明

四，功能模块----------------------------（8）1，ADDER8B的模块

2，ANDARITH的模块

3，ARICTL的模块

4，REG16B的模块

5，SREG8B的模块

五，总体设计电路图----------------------（14）1，总体原理图

2，仿真波形图

3，管脚分配图

4，硬件验证情况

六，心得体会--------------------------------------（18）

移位相加8位硬件乘法器

一.设计任务与要求

1．内容: 由8位加法器构成的以时序逻辑方式设计的8位乘法器乘法通过逐向移位加原理来实现，从被乘数的最低位开始，若为1，则乘数左移与

上一次和相加；若为0，左移后以全零相加，直至被乘数的最高位。2．要求: (1) 重点掌握VHDL设计电路模块

(2)在掌握8位加法器设计的基础上，进一步掌握8×8位乘法器的设计；

(3)进一步学习开发系统，掌握MAX+PLUS II的设计流程。

二．总体框图

（电路的总体框图）

1，说明:此电路由五部分组成

2，它们分别是控制器，锁存器，寄存器，乘法器，加法器。

1控制器是一个乘法器的控制模块，用来接受实验系统上的连续脉冲。

2锁存器起锁存的作用，它可以锁存8位乘数。

3移位寄存器起移位的作用，便于被乘数可以逐位移出。

4乘法器功能类似一个特殊的与非门。

5加法器用于8位乘数和高8位相加。

2，设计思路：

纯组合逻辑构成的乘法器虽然工作速度比较快，但过于占用硬件资源，难以实现宽位乘法器，基于PLD器件外接ROM九九表的乘法器则无法构成单片系统，也不实用。这里介绍由八位加法器构成的以时序逻辑方式设计的八位乘法器，具有一定的实用价值，而且由FPGA构成实验系统后，可以很容易的用ASIC大型集成芯片来完成，性价比高，可操作性强。其乘法原理是：乘法通过逐项移位相加原理来实现，从被乘数的最低位开始，若为1，则乘数左移后与上一次的和相加；若

为0，左移后以全零相加，直至被乘数的最高位。

3，方案设计：

此设计是由八位加法器构成的以时序逻辑方式设计的八位乘法器，它的核心器件是八加法器，所以关键是设计好八位加法器

方案一：八位直接宽位加法器，它的速度较快，但十分耗费硬件资源，对于工业化设计是不合理的

方案二：由两个四位加法器组合八位加法器，其中四位加法器是四位二进制并行

加法器它的原理简单，资源利用率和进位速度方面都比较好。综合各方面的考

虑，决定采用方案二。

2 三，选择器件与功能模块

1，选择器件

SREG8B(移位寄存器)；

REG16B(16位琐存器)；

ARICTL（运算控制器）；

ANDARITH(1位乘法器)；

ADDER8B（8位加法器）；

数码管（显示结果）。

（1）SREG8B的模块图

SREG8B是一个移位寄存器，SREG8B有三个输入端，分别是clk,load,din[7..0]。其中clk为时钟信号。一个输出端，它是qb。

（2）REG16B的模块图

REG16B是一个16位锁存器，REG16B有三个输入端，它们分别是

clk,clr,d[8..0].

其中clk为时钟信号。有一个输出端，它是q[15..0].

（3）ARICTL的模块图

ARICTL是乘法器的控制模块，ARICTL有两个输入端，它们分别是clk,start。有三个输入端，它们分别是clkout,rstall,ariend。

(4)ANDARITH的模块图

ANDARITH是一个一位乘法器，ANDARITH有两个输入端。它们分别是abin,din[7..0]。有一个输出端，它是dout[7..0]。

（5）ADDER8B的模块图

ADDER8B是一个8位加法器，ADDER8B有三个输入端，它们分别是

cin,a[7..0],b[7..0]。其中a[7..0]为被乘数；b[7..0]为乘数。有两个输出端，它们分别是s[7..0],cout。

四，功能模块

（1）ADDER8B模块设计

ADDER8B的模块图

ADDER8B（8位加法器）的模块

ADDER8B的波形图

ADDER8B模块的功能：ADDER8B是一个8位加法器。有三个输入端（CIN,A[7..0],B[7..0]）,其中A[7..0]是被乘数.B[7..0]是乘数。ADDER8B起到使两个数相加的作用；即在加法的基础上才能相乘。所以8位加法器是一个必不可少的模块。

(2) ANDARITH模块设计

ANDARITH的模块图

ANDARITH(乘法器)的模块

ANDARITH的波形图

ANDARITH模块的功能：ANDARITH是一个1位乘法器。有两个输入端

（ABIN,DIN[7.0]）.有一个输出端.DOUT[7..0]。ANDARITH起乘法的作用。它类