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XX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：阵列乘法器的设计与实现
院〔系〕：计算机学院
专业：计算机科学与技术
班级：
学号：
姓名：
指导教师：
完成日期：2021年1月10日
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目录
TOC\o1-3\h\z28784第1章总体设计方案1
86421.1设计原理1
189571.2设计思路2
247221.3设计环境3
25153第2章详细设计方案3
294842.1总体方案的设计与实现4
34462.1.1总体方案的逻辑图4
273012.1.2器件的选择与引脚锁定4
218522.1.3编译、综合、适配5
151342.2功能模块的设计与实现5
210142.2.1一位全加器的设计与实现6
180842.2.24位输入端加法器的设计与实现7
215662.2.3阵列乘法器的设计与实现10
22863第3章硬件测试13
318583.1编程下载13
308433.2硬件测试及结果分析13
7861参考文献15
15602附录〔电路原理图〕16
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第1章总体设计方案
1.1设计原理
阵列乘法器采用类似人工计算的方法进展乘法运算。人工计算方法是用乘数的每一位去乘被乘数，然后将每一位权值对应相加得出每一位的最终结果。如图1.1所示，用乘数的每一位直接去乘被乘数得到局部积并按位列为一行，每一行局部积末位与对应的乘数数位对齐，表达对应数位的权值。将各次局部积求和，即将各次局部积的对应数位求和即得到最终乘积的对应数位的权值。
为了进一步提高乘法的运算速度，可采用大规模的阵列乘法器来实现，阵列乘法器的乘数与被乘数都是二进制数。可以通过乘数从最后一位起一个一个和被乘数相与，自第二位起要依次向左移一位，形成一个阵列的形式。这就可将其看成一个全加的过程，将乘数某位与被乘数某位与完的结果加上乘数某位的下一位与被乘数某位的下一位与完的结果再加上前一列的进位进而得出每一位的结果，假设被乘数与乘数的位数均为4位二进制数，即m=n=4,A×B可用如下竖式算出，如图1.1所示。
X4X3X2X1=A
×Y4Y3Y2Y1=B
X4Y1X3Y1X2Y1X1Y1
X4Y2X3Y2X2Y2X1Y2
X4Y3X3Y3X2Y3X1Y3
(进位)X4Y4X3Y4X2Y4X1Y4
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