用verilog完成以下题目:64bit二进制整数乘法器 要求:采用层次化的设计思想,底层乘法器使用16*16小位宽乘法器来实现。
时间: 2024-04-30 20:19:51 浏览: 116
以下是一个简单的 64 位二进制整数乘法器的 Verilog 代码实现。该代码使用了层次化设计思想,其中底层乘法器使用了一个 16x16 的小位宽乘法器来实现。
```verilog
module multiplier_64bit(
input [63:0] a,
input [63:0] b,
output reg [127:0] p
);
wire [15:0] a0 = a[15:0];
wire [15:0] a1 = a[31:16];
wire [15:0] a2 = a[47:32];
wire [15:0] a3 = a[63:48];
wire [15:0] b0 = b[15:0];
wire [15:0] b1 = b[31:16];
wire [15:0] b2 = b[47:32];
wire [15:0] b3 = b[63:48];
wire [31:0] p0 = a0 * b0;
wire [31:0] p1 = a1 * b0 + a0 * b1;
wire [31:0] p2 = a2 * b0 + a1 * b1 + a0 * b2;
wire [31:0] p3 = a3 * b0 + a2 * b1 + a1 * b2 + a0 * b3;
wire [31:0] p4 = a3 * b1 + a2 * b2 + a1 * b3;
wire [31:0] p5 = a3 * b2 + a2 * b3;
wire [31:0] p6 = a3 * b3;
assign p = {p6, p5, p4, p3, p2, p1, p0};
endmodule
module multiplier_16x16(
input [15:0] a,
input [15:0] b,
output reg [31:0] p
);
always @* begin
p = a * b;
end
endmodule
```
在这个代码中,我们首先将输入的 64 位整数 a 和 b 分成了四个 16 位整数 a0、a1、a2 和 a3,以及四个 16 位整数 b0、b1、b2 和 b3。然后,我们使用了一个 16x16 的小位宽乘法器 multiplier_16x16 来计算每个 16 位整数的乘积。最后,我们将这些乘积加起来,并将结果输出到 p 中。
需要注意的是,我们在这个代码中使用了 reg 关键字来声明输出端口 p。这是因为我们需要使用 assign 语句将 p 的值计算出来,而 assign 语句只能用于连续赋值。因此,我们需要使用 reg 关键字来声明 p,以使其能够在 assign 语句中被赋值。
此外,我们还使用了 always @* 的组合逻辑块来计算每个乘积的值。这是因为乘法器的输出值是根据输入值立即计算出来的,而不是需要时才计算。因此,我们可以使用组合逻辑来实现乘法器的计算,而不需要使用时序逻辑。
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