基于恢复余数法定点原码一位除法器的设计毕业设计报告.docVIP

PAGE   PAGE \* MERGEFORMAT I 沈阳航空航天大学 课 程 设 计 报 告 课程设计名称：计算机组成原理课程设计 课程设计题目：定点原码一位除法器的设计 院（系）：计算机学院 专 业：计算机科学与技术 班 级： 学 号： 姓 名：姜鹏 指导教师：周大海 完成日期：2014年01月10日 沈阳航空航天大学课程设计报告 -PAGE 27-  目 录  TOC \o 1-3 \h \z 第1章 总体设计方案 2 1.1 设计原理 2 1.2 设计思路 4 1.3 设计环境 4 第2章 详细设计方案 4 2.1 总体方案的设计与实现 6 2.1.1总体方案的逻辑图 6 2.1.2计算算法总流程图 7 2.2 功能模块的设计与实现 8 2.2.1 操作数预处理模块的设计与实现 8 2.2.2 上商置0模块的设计与实现 9 2.2.3 上商置1模块的设计与实现 9 2.2.4 商符运算模块的设计与实现 10 第3章 测试结果 12 3.1 程序仿真 12 3.2 仿真测试 12 3.2.1 仿真测试一——两个正数除法运算 12 3.2.2 仿真测试二——一个正数一个负数除法运算 16 3.2.3 仿真测试三——两个负数除法运算 18 参考文献 20 附 录（源程序清单） 21  沈阳航空航天大学课程设计报告  KEYWORDS \* MERGEFORMAT  第1章 总体设计方案 1.1 设计原理 原码一位除，即两个原码数相除，商的符号位运算为除数和被除数的符号异或值。这里采用的算法为恢复余数法，而且除数和被除数规定为4位。实验的数据从试验箱的开关输入，而且运算的结果在OUT寄存器中显示出来。整个过程通过汇编语言编写实现。 恢复余数法定点原码一位除法器工作原理大致如下： 设： X=X7X6X5X4X3X2X1X0 Y=Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0 其中高四位X7X6X5X4和Y7Y6Y5Y4为符号位，低四位X3X2X1X0和Y3Y2Y1Y0为数据位。则： XY=K*|X||Y| 其中，|X|和|Y|为X和Y的绝对值，K为X和Y的符号位的异或值。|X||Y|利用恢复余数法求的，商根据余数的符号是正或负来判断。当为负时，上商为0，同时还应该把除数再加到差上去，恢复余数为原来的正值之后再左移一位。若差为0或为正值时，就没有恢复余数的操作，上商为1，余数左移一位。 下面通过一道例题详细理解恢复余数法定点原码一位除法器的工作原理。详细过程如表1.1所示。 例：已知 ：X= -0.1011 Y= -0.1101 求：[XY]原 解：由X= 0.1011, Y= -0.1101 得 [X]原=1.1011，X*=0.1011 [Y]原=1.1101，Y*=0.1101，[-Y*]补=1.0011 下面表1.1列出了商值得整个求解过程。 被除数(余数)商说???? 明 0.1011+ 1.00110.0000+[-|y|]补（减去除数） 1.1110+0.11010.0000余数为负，上商0恢复余数+[|y|]补 0.1011 1.0110+ 1.10110.0000 0.0000被恢复的被除数← 1位+[-|y|]补（减去除数） 0.1001 1.0010+ 1.00110.0001 0.0010余数为正，上商1← 1位+[-|y|]补（减去除数） 0.0101 0.1010+ 1.00110.0011 0.0110余数为正，上商1← 1位+[-|y|]补（减去除数） 1.1101+0.11010.0110余数为负，上商0恢复余数+[|y|] 0.0101 1.0100+ 1.00110. 0110 0. 1100被恢复的被除数← 1位+[-|y|]补（减去除数）0.01110. 1101余数为正，上商1表1.1恢复余数定点原码一位除法器功能表 故：商值为0.1101 商的符号位为：X0⊕Y0=1⊕1=0 所以 [XY]原 =0.1101 由此例可见，共左移4次，上商5次，第一次上的商在商的整数位上，这对小数除法而言可用它作溢出判断。即当该位为“1”时，表示此除法溢出，不能进行，应由程序进行处理；当为“0”时，说明除法合法，可以进行。 1.2 设计思路 基于恢复余数法的定点原码一位除法器的设计主要包含如下4个部分： ①求