不恢复余数无符号数阵列除法器设计

"这篇课程设计报告详细介绍了不恢复余数的无符号数阵列除法器的设计，利用可控加法/减法CAS单元组成的流水阵列实现，适用于计算机组成原理的课程设计。" 不恢复余数的无符号数阵列除法器是一种高效的并行运算部件，与传统的串行除法器相比，它具有更简洁的控制线路和更高的运算速度，尤其适合大规模集成电路制造。这种除法器有多种类型，包括不恢复余数和补码阵列除法器等，本次设计重点在于不恢复余数阵列除法器。 该设计的核心是可控加法/减法CAS（Carry-Save Adder/Subtractor）单元，每个单元由一个全加器和一个控制加减的异或门构成。在除法运算过程中，CAS单元用于并行处理数据，根据加减控制命令P执行加法或减法操作。当P为0时，执行加法；当P为1时，执行减法。CAS单元的运算逻辑可以通过以下逻辑方程表示： 对于加法（P=0）： Si = Ai ⊕ Bi ⊕ Ci Ci+1 = (Ai + Ci) • (Bi ⊕ P) + AiCi 对于减法（P=1，Bi = Bi ⊕ 1）： Si = Ai ⊕ Bi ⊕ Ci Ci+1 = AiBi + BiCi + AiCi 在这个设计中，不恢复余数的方法意味着加减操作交替进行，根据前一阶段的运算结果决定下一次是加法还是减法。在不恢复余数的除法阵列中，如果前一行输出的符号与被除数符号相同，则执行加法；若不同，则执行减法。这样的设计简化了余数的处理，使得整个除法过程更为高效。 报告详细阐述了设计的各个阶段，包括顶层方案设计、功能模块设计和仿真调试。在顶层方案中，设计者通过创建图形设计文件、选择和锁定器件引脚，并进行编译、综合和适配来实现设计。功能模块部分则专注于各个CAS单元的实现，以及如何将它们组合成完整的除法流水线。最后，通过编程下载和硬件测试验证了设计的正确性和性能。 这份报告提供了一个清晰的不恢复余数无符号数阵列除法器设计流程，展示了计算机组成原理中的并行运算技术，对理解除法器的工作原理和设计方法有着重要的教学价值。