华中科技大学实验：Educoder实现原码乘法器电路设计

在华中科技大学的教育编码器(Educoder)实验课程中，第二关的任务是设计一个基于Logisim的原码乘法器。Logisim是一个开源的逻辑电路模拟软件，用于教学和理解数字逻辑系统。在这个题目中，学生需要利用提供的工具如Splitter（分路器）、Pin（引脚）和Probe（探针）来构建一个能够实现两位二进制数乘法功能的电路。 首先，Splitter工具是一个多路复用器，它允许数据在四个输入端口之间进行选择性传输，根据工具的配置（例如bit0、bit1、bit2和bit3），可以控制数据的流向。这将用于处理乘法中的高位和低位部分。 Pin工具则是用来定义电路中的信号输入和输出，包括是否是双向（tristate = true表示输出可以选择使能或非使能）、是否带拉高或拉低功能等。在这个乘法器设计中，Pin会作为输入和输出的信号节点。 Probe工具则用于观察和测量电路内部的信号状态，可以设置为十进制有符号数显示（radix="10signed"），帮助调试和验证计算结果。 Tunnel工具可能在这里用于创建数据线，提供足够的宽度（width="32"）来存储乘法过程中的中间结果。在原码乘法中，每位乘积需要一个单独的存储位，所以这个工具可能用于连接多个寄存器或者位宽较大的数据路径。 构建原码乘法器的过程可能涉及以下步骤： 1. 设计乘法器的输入端口，接收两个二进制数A和B。 2. 使用Splitter将A和B的每一位分别连接到多个Tunnel工具，形成多位乘法。 3. 对每一位的乘积进行加法，可能需要使用加法器或者采用移位寄存器的方式累加。 4. 检查进位，原码乘法涉及到符号扩展和溢出处理，确保正确处理正负数的乘积。 5. 使用Probe工具监控每个阶段的运算结果，确保正确性。 6. 最后，组合所有位的结果，得到完整的乘积。 完成这个实验，学生将不仅加深对数字逻辑的理解，还能提升编程和问题解决能力，特别是在没有硬件支持的情况下，仅依靠逻辑门和连接线来实现计算功能。