乘法器verilog

发布时间:2024-09-05 13:01

1.传统的乘法器

两个数相乘,无论是同号相乘还是异号相乘,其实最后结果的数值与符号无关,只取两个数的绝对值相乘,最后结果的符号为被乘数与乘数的符号异或即可。

然后乘法可以看成累加操作累加次数为乘数的数值大小累加值为被乘数。每累加一次,乘数减一,直到乘数减到0,则相乘结束。

该乘法器的大致操作如下:
(一)在初始化之际,取乘数和被乘数的正负关系,然后取被乘数和乘数的正值。
(二)每一次累加操作,递减一次乘数。直到乘数的值为零,表示操作结束。
(三)输出结果根据正负关系取得。

实现代码如下:

module multiplier_module
 (
 	input CLK,
	input RSTn,

	input Start_Sig,
	input [7:0]Multiplicand,
	input [7:0]Multiplier,

	 output Done_Sig,
	output [15:0]Product
);

/*************************/

reg [1:0]i;
reg [7:0]Mcand;
reg [7:0]Mer;
reg [15:0]Temp;
reg isNeg;
reg isDone;

always @ ( posedge CLK or negedge RSTn )
if( !RSTn )
begin
	i <= 2\'d0;
	Mcand <= 8\'d0; // Register for Multiplicand
	Mer <= 8\'d0; // Register ofr Multipier
	Temp <= 8\'d0; // Sum of pratocal product
	isNeg <= 1\'b0;
	isDone <= 1\'b0;
end
else if( Start_Sig )
	case( i )
	0:
	begin
		isNeg <= Multiplicand[7] ^ Multiplier[7];
		Mcand <= Multiplicand[7] ? ( ~Multiplicand + 1\'b1 ) : Multiplicand;
		Mer <= Multiplier[7] ? ( ~Multiplier + 1\'b1 ) : Multiplier;
		Temp <= 16\'d0;
		i <= i + 1\'b1;
	end

	1: // Multipling
	if( Mer == 0 ) i <= i + 1\'b1;
	else begin Temp <= Temp + Mcand; Mer <= Mer - 1\'b1; end

	2:
	begin isDone <= 1\'b1; i <= i + 1\'b1; end

	3:
 	begin isDone <= 1\'b0; i <= 2\'d0; end

endcase

/*************************/

assign Done_Sig = isDone;
assign Product = isNeg ? ( ~Temp + 1\'b1 ) : Temp;

 /*************************/
endmodule

但是这种方法的缺点也是显而易见的,当乘数很大时(绝对值很大时),需要累加的次数也随之增大

booth乘法器

这篇文章写的挺好的booth乘法器
但这篇并没有说到booth算法的原理

下面这篇文章说到了
booth算法原理

当相乘乘数中有连续个1时,可以减少部分积的数量
\"乘法器verilog_第1张图片\"

基于查找表的乘法器

就是提前吧结果存在存储器中,乘法的结果以查表的方式取得。是典型的用空间换时间的方法。

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