verilog中的除法

### 如何在 Verilog 中实现除法运算

#### 实现概述
为了实现在Verilog中的除法操作，通常采用逐位相减的方式模拟手工除法过程。这种方法不仅直观而且易于理解和调试。下面是一个简单的32位带符号整数除法器的Verilog代码示例[^2]。

#### 示例代码及解释

module divider #(parameter WIDTH=32)(
    input wire clk,
    input wire rst_n,
    input wire start,
    output reg ready,
    input wire signed [WIDTH-1:0] dividend, // 被除数
    input wire signed [WIDTH-1:0] divisor,  // 除数
    output reg signed [WIDTH-1:0] quotient, // 商
    output reg remainder                  // 余数
);

// 内部寄存器定义
reg [WIDTH*2-1:0] temp_dividend;
reg [WIDTH-1:0] temp_quotient;

always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
    if (!rst_n) begin
        ready <= 0;
        temp_dividend <= {WIDTH{1'b0}};
        temp_quotient <= {WIDTH{1'b0}};
        quotient <= 'b0;
        remainder <= 'b0;
    end else if (start && !ready) begin
        // 初始化
        temp_dividend <= {{WIDTH{dividend[WIDTH-1]}}, abs(dividend)};
        temp_quotient <= abs(divisor);
        quotient <= 'b0;
        remainder <= 'b0;
        
        // 开始计算...
        for(integer i = 0; i < WIDTH; i=i+1) begin
            if(temp_dividend >= {{WIDTH-i-1{1'b0}},temp_quotient,i[WIDTH-1:i]) begin
                temp_dividend <= temp_dividend - {{WIDTH-i-1{1'b0}},temp_quotient,i[WIDTH-1:i]};
                quotient[i] <= 1'b1;
            end else begin
                quotient[i] <= 1'b0;
            end
            
            temp_dividend <= {temp_dividend[WIDTH*2-2:0],1'b0};
        end
        
        // 设置结果标志并输出最终的结果
        ready <= 1;
        remainder <= temp_dividend[WIDTH-1:0];
        quotient <= ((dividend[WIDTH-1]^divisor[WIDTH-1])) ? (~quotient + 1): quotient;
    end else if (ready) begin
        ready <= 0;
    end
end

function integer abs(input integer a);
begin
    if(a<0)
        abs = -a;
    else
        abs = a;
end
endfunction

endmodule

这段代码展示了如何创建一个同步复位、异步启动信号触发的简单除法器模块。该模块接收两个参数`dividend`(被除数)和`divisor`(除数), 并返回它们之间的商(`quotient`)以及剩余量(`remainder`). 此外，还包括了一个辅助函数来获取绝对值[^4].