402 - 乘法器的硬件实现

图1

如图所示,以实现两个4bit的二进制数相乘为例。

需要4个硬件部件(图中已编号):

①:一个8位寄存器,用来保存被乘数(根据机算乘法,每与乘数的一位相乘,就要向前移动一位,所以4位数相乘,要给8位来供被乘数移动);

附加功能:左移,即每与乘数的一位相乘,就向前移动一位供下一轮与乘数的下一位相乘,这一部操作是为了使被乘数能与中间结果正确 。

②:同样的一个8位寄存器,用来保存乘积(中间结果+最终结果,最后一次运算时产生最终结果);

③:一个8位加法运算器,供每一次将中间结果与本次运算结果相加;

④:一个4位寄存器,用来保存乘数。

附加功能:右移,最低位与控制逻辑相连。每与被乘数相乘一次,就向后移动一位供下一轮与乘数的下一位相乘。

⑤:一个控制逻辑部件,用来指挥每个部件的运行。

附加功能:

  • 控制被乘数寄存器的左移
  • 控制乘数寄存器的右移
  • 判断是否进行下一轮计算(当前乘积寄存器中的结果是否为最终结果)

基本运算步骤:

图2

接下来进行一次简单的二进制乘法运算:1000 x 1001

图3

①.判断乘数最低位是否为1,是,进入③;
②.将被乘数左移1位;
③.乘数与被乘数在加法器中相加;
④.加法器结果再与乘积寄存器相加;
⑤.判断是否为第4次循环,是,直接输出结果;否,乘数寄存器右移1位,接着重复步骤①-⑤。

图4 - 步骤②,第一轮过后,被乘数左移(注意看乘积寄存器的值,此时控制逻辑判断为非第四轮相乘,接着进行第二轮)
图5 - 步骤⑤,第一轮过后,乘数右移,此后第二、三、四轮重复之前操作

那么第四轮运算结束之后,乘数寄存器4位数全部置0,被乘数被移动到被乘数寄存器的高4位,乘积寄存器此时保存的是最终结果(如图6)。

图6
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 205,132评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 87,802评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 151,566评论 0 338
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,858评论 1 277
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,867评论 5 368
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,695评论 1 282
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,064评论 3 399
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,705评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 42,915评论 1 300
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,677评论 2 323
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,796评论 1 333
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,432评论 4 322
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,041评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,992评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,223评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,185评论 2 352
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,535评论 2 343

推荐阅读更多精彩内容