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补码矩阵乘法器设计.doc

发布:2017-06-10约1.24千字共6页下载文档
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武汉工商学院 实验报告 系别:计算机科学与技术 专业:现代数据处理技术 班级:实验班 学号 姓名:王九四 分数: 指导教师:林孝平 课程名:计算机组成原理 实验名称:补码矩阵乘法器设计 (1) 实验目的 通过补码矩阵乘法器设计实验,彻底掌握补码矩阵乘法器的基础理论及原理,学会如何用硬件构造补码矩阵乘法器。 (2) 实验题目与要求 设计一个补码矩阵乘法器。要求该乘法器有两个输入口,每个输入口都有6根输入线,各口接受一个6位补码数据的输入。该乘法器有一个输出口,有11根输出线,输出积的补码。 要求: 先,用全加器构成5位×5位无符号阵列乘法器电路;并写出5位×5位无符号阵列乘法器的原理;画出5位×5位无符号阵列乘法器框图; 然后,用与门构成5位×5位无符号阵列乘法器的位积项(加数)产生部件电路;画出5位×5位无符号阵列乘法器位积项(加数)产生部件的框图; 然后,用或门、与门、异或门构成6位补码的算前求补器电路,并写出算前求补器的原理;画出6位补码的算前求补器的框图; 然后,用或门、与门、异或门构成11位补码的算后求补器电路。画出11位补码的算后求补器的框图; 最后,将上面四种功能部件的框图构成6位×6位补码矩阵乘法器。 (3) 设计 1、 算前求补器电路设计: 算前求补器电路原理: 答: (1)E=0时,不管Ci为何值,与门输出端为0。a*i = ai ⊕ 0 = ai 。正数的补码与原码同形,所以,a*3…a*0是A的原码数值位。 (2)当E=1时,从数位的右端向左端逐位分析。右端逐位a i 是0 ,其左边的Ci也是0,其右边的与门输出也是0。a*i = ai ⊕ 0 = ai =0 。 最右端a i 是1 ,其左边的Ci也是1,其右边的与门输出是0。a*i = ai ⊕ 0 = ai =1。最右端1的a i 的左边各位的右边的与门输出是1。a*i = ai ⊕ 1 = ai 。根据补码变原码规则:补码符号位1不变,数位最右1的左边各位取反,数位最右1及其右边各位不变,则变原码。所以,a*3…a*0是A的原码数值位。 算前求补器框图: 2、 5位×5位无符号阵列乘法器的(位积项)加数产生部件电路设计: 5位×5位无符号阵列乘法器的(位积项)加数产生部件框图: 3、 5位×5位无符号阵列乘法器电路设计: 5位×5位无符号阵列乘法器电路原理: 答: (1)首行全加器是求两个位积项的和,且下进位为0. (2)首尾之间的行全加器是求“本列上全加器的和”+“对应的位积项”+“上行下进位” (3)尾行全加器是求“本列上全加器的和” +“上行下进位”+“本行上进位” 5位×5位无符号阵列乘法器框图: 4、 11位补码算后求补器电路设计: 11位补码算后求补器框图: 5、 用以上框图构成6位×6位补码矩阵乘法器:
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