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简易两位二进制乘法器设计

(2011-06-01 12:22:09)
标签：

杂谈

一、   设计原理：

 

1、基本公式：   A1 A0 * B1 B0=Y3 Y2 Y1 Y0

2、设计理念：  两位二进制数 A1 A0 和B1 B0 相乘后，结果最高为四位Y3 Y2 Y1 Y0

http://s9/middle/5221e813ta49eed67a0f8&690

3、归纳得出：由上式可归纳得出输出的4位二进制数与输入的两位二进制数之间的逻辑，得出下表：

 

Y0

A0 B0

Y1

A1 B0  A0 B1

Y2

A1 B1  ( A1 B0 * A0 B1 )

Y3

A1 B1 * ( A1 B0 * A0 B1 )

  

 

 

 

 

 

一、 Verilog模块描述：

 

代码表：

源代码：

module multiply(A,B,Y);

input[1:0] A,B;

output[3:0] Y;

and #1 u1(Y[0],A[0],B[0]);

and #1 u2(sela,A[1],B[0]);

and #1 u3(selb,A[0],B[1]);

and #1 u4(selc,A[1],B[1]);

and #1 u5(seld,sela,selb);

xor #1 u6(Y[1],sela,selb);

xor #1 u7(Y[2],seld,selc);

and #1 u8(Y[3],seld,selc);

endmodule

测试文件：

module multiply_t;

reg[1:0]ain,bin;

reg clock;

wire[3:0]yout;

initial

begin

   ain=0;bin=0;clock=0;

end

  always #50 clock=~clock;

always@(posedge clock)

begin

ain={$random}%4;

bin={$random}%4;

end

multiply m(.A(ain),.B(bin),.Y(yout));

endmodule

 

 

仿真图：

 

http://s6/middle/5221e813ta49ef039b285&690

仿真图分析： 在  117ns时，ain=01，bin=11，yout=0011；

                 275ns时，ain=01，bin=01，yout=0001；

                 375ns时，ain=01，bin=10，yout=0010；

                 575ns时，ain=10，bin=01，yout=0010；

分析可知  yout=ain*bin 式成立，此逻辑设计可行。

 

 

一、 电路设计：

 

由verilog逻辑代码可作出以下逻辑电路图：

 

http://s9/middle/5221e813ta49ef2e06ac8&690

 

 Multisim电路连接图：http://s13/middle/5221e813ta49ef4d8fd5c&690

 

逻辑仿真图：

 

http://s8/middle/5221e813ta49eff583aa7&690

(仿真先自上到下依次为 A1 A0 B1 B0 Y3 Y2 Y1 Y0)

 

由仿真图分析：8ms时     A1A0*B1B0=11*00=0000

              14.4ms时  A1A0*B1B0=11*10=0110

              20.8ms时  A1A0*B1B0=01*10=0010

              24ms时    A1A0*B1B0=00*00=0000

由仿真图分析可得出此两位二进制乘法器电路设计可行。

 

（以下电路图及版图均为手绘图，不考虑尺寸宽长比）

 

 http://s1/middle/5221e813ta49f20f78060&690

 

http://s6/middle/5221e813ta49f2430a215&690





 

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