用verilog设计一个有符号定点乘法器,运算操作数最大位宽为32bit,位宽参数化可配置,乘法器的输出Latency为1个clock,逻辑门实现,不能直接使用*

时间: 2024-05-02 13:22:10 浏览: 111
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常用乘法器的设计-Verilog

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首先,我们需要确定定点数的格式。有符号定点数可以表示为S(1)Q(n-1).其中,S表示符号位,Q表示小数部分,n-1表示小数部分的位宽。因为我们要支持最大32位的操作数,所以n-1最大为31。 接下来,我们需要设计定点乘法器的模块。我们可以将模块分为三个部分:符号位的处理、小数部分的乘法、结果的处理。 符号位的处理: 先将两个操作数的符号位取出,做异或运算,得到最终结果的符号位。 小数部分的乘法: 我们可以采用一个小循环,将第一个操作数的每一位都与第二个操作数相乘,然后将结果相加。具体实现如下: ```verilog module fixed_point_multiplier(clk, a, b, res, width); input clk; input [width-1:0] a; input [width-1:0] b; output [2*width-1:0] res; parameter width = 32; reg [width-1:0] a_signed; reg [width-1:0] b_signed; reg [width-1:0] a_unsigned; reg [width-1:0] b_unsigned; reg [2*width-1:0] result; reg sign; integer i, j; always @(*) begin //符号位处理 sign = a[width-1] ^ b[width-1]; //将有符号数转成无符号数 if(a[width-1] == 1) begin a_signed = -a; a_unsigned = ~(a_signed) + 1; end else begin a_signed = a; a_unsigned = a; end if(b[width-1] == 1) begin b_signed = -b; b_unsigned = ~(b_signed) + 1; end else begin b_signed = b; b_unsigned = b; end //小数部分的乘法 for(i = 0; i < width; i = i + 1) begin result[i+width-1] = 0; for(j = 0; j < width; j = j + 1) begin if((a_unsigned[j] == 1) && (b_unsigned[i] == 1)) begin result[i+j] = result[i+j] + 1; end end end //将无符号数转成有符号数 if(sign == 1) begin result = -result; end res = result; end endmodule ``` 结果的处理: 最后,我们需要将结果的小数部分右移,保留n-1位小数。这里使用逻辑右移,即在左边填0。具体实现如下: ```verilog always @(posedge clk) begin result = result >> (width-1); end ``` 完整代码如下:
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