8bit原码除法器与加减交替设计详解

实验1 原码除法器设计1着重于让学生理解并实践恢复余数除法器和加减交替除法器的工作原理与设计。实验的核心内容包括设计一个8位的整数原码恢复余数除法器以及一个8位的原码加减交替除法器，所有操作都采用8位原码表示。在这个过程中，学生需要掌握以下关键知识点： 1. 实验目的：实验旨在深化对恢复余数除法器和加减交替除法器的理解，特别是它们如何通过计算被除数和除数的绝对值，结合符号位的处理来确定商的符号和数值。实验目标还包括掌握基本的编程技巧，如使用Verilog语言中的“+”运算符而非直接的“/”和“%”运算符。 2. 实验原理： - 原码除法：在原码除法中，符号位独立处理，被除数的符号与除数的符号通过异或运算确定商的符号，而商的数值则是通过两数绝对值相除得到。这种方法需要理解如何用补码表示整数，以及如何处理正负余数的情况。 - 补码：学生需要熟悉补码的概念，知道如何根据真值x和整数位数n计算补码，例如，+1010和-1010的补码形式。 - 恢复余数法：这是一种重要的除法算法，通过迭代计算绝对值的补码乘法和调整余数，确保最终得到正确的商和余数。比如，13除以6的实例展示了如何进行这些步骤。 - 加减交替法：这是一种类似的除法策略，通过交替加减除数来得到结果，同样适用于8位原码表示的整数。 3. 实现细节：学生需要手动编写Verilog代码来实现这两个除法器，确保正确地模拟加减交替过程。这包括设置初始状态（商寄存器清零，计数器存除数位数），执行异或运算，根据商的位决定加或减，以及进行必要的位移操作。 4. 测试与验证：实验最后，要通过设计适当的测试条件来验证除法器的正确性，确保在各种输入情况下都能得到预期的商和余数。 这个实验提供了一个实践平台，让学生在设计和实现原码除法器的过程中，深入了解计算机组成原理中的算术运算逻辑，提升他们的编程技能和理论知识应用能力。