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除法器设计电路连接
送交者: 粱远声 2010年11月14日17:04:18 于 [灵机一动] 发送悄悄话
有一个芯片能做8位除以4位的计算(无符号)。请利用上8位除以4位
这个结果(商和余数)完成16位除以8位的计算(无符号)。写出算法即可。

解:

器件列表:
(1) 商寄存器。一个16位的寄存器。
(2) 商加法器。一个16位的加法器,两组输入,加数,被加数。还有一个加减控
    制位S,为0时做加法,为1时做减法。当加法器的输入悬空时,加法器把它理
    解成逻辑0。
(3) 余数寄存器。一个17位的寄存器。最高位为符号位。
(4) 余数加法器。一个16位的加法器,4组输入,加数0,加数1,加数2,加数3。
    每组16位。每个加数都有一个加减控制位,分别是S0,S1,S2,S3。控制位
    为0时做加法,为1时做减法。当加法器的输入悬空时,加法器把它理解成逻
    辑0。
(5) 幅值转换器。一组16位的数据输入,一位符号输入。一组16位的输出。当符
    号位=0时,输出=输入。当符号位=1时,输出=输入的2补码。
(6) 除法器。被除数8位,除数4位,商8位,余数4位
(7) 乘法器。被乘数8位,乘数4位,积12位,余数4位
(8) 一个8位的2传1多路传输器。选择线为0时,第0组(8位)输入被传到输出端。
    选择线为1时,第1组(8位)输入被传到输出端。
(9) 三个8位的1传2译码器。选择线为0时,输入(8位)被传到第0组输出端。选择
    线为1时,输入(8位)被传到第1组输出端。
    一个4位的1传2译码器。选择线为0时,输入(4位)被传到第0组输出端。选择
    线为1时,输入(4位)被传到第1组输出端。
(10) 一个12位的1传2译码器。选择线为0时,输入(12位)被传到第0组输出端。选择
    线为1时,输入(12位)被传到第1组输出端。
(11) 一个4位输入的或门,其输出为W。
(12)除数寄存器。一个8位的寄存器。

接法:

余数寄存器输出低16位接对应幅值转换器的数据输入16位。余数寄存器的最高位
接幅值转换器的符号位。幅值转换器高4位接或门的4个输入。

余数加法器的输出16位接余数寄存器输入低16位。余数加法器的进位位接余数寄存
器输入最高位(第16位)。余数寄存器输出16位接余数加法器的加数0,S0=0。

2传1多路传输器的第1组(8位)输入接到幅值转换器输出的高8位。2传1多路传输器
的第0组(8位)输入接到幅值转换器输出的中8位(第11位,第10位,... ,第4位)
2传1多路传输器的选择线接或门输出。

2传1多路传输器的输出(8位)接被除数1传2译码器输入(8位)。被除数译码器的
第1组输出接余数加法器加数1的高8位,第0组输出接余数加法器加数1的中8位,
余数寄存器的最高位经过非门接S1。或门输出接被除数译码器的选择线。

2传1多路传输器的输出(8位)接除法器被除数(8位)。除数寄存器的高4位接除法
器的除数(4位)。除法器的商(8位)接商1传2译码器输入(8位)。商译码器的
第1组输出接商加法器加数的中8位,第0组输出接商加法器加数的低8位。
余数寄存器的最高位接商加法器的加数控制位。或门输出接商译码器的选择线。

商加法器的输出(16位)接商寄存器的输入(16位)。商寄存器的输出(16位)接商
加法器的被加数(16位)。

除法器余数(4位)接余数1传2译码器输入(4位)。余数译码器第1组输出接余数加法
器加数2的第11位,第10位,... ,第8位。第0组输出接余数加法器加数2的第7位,
第6位,... ,第4位。余数寄存器的最高位接S2。或门输出W接被除数译码器的选
择线。

除法器的商(8位)接乘法器被乘数(8位)。除数寄存器的低4位接乘法器乘数(4位)。
乘法器的积(12位)接补偿1传2译码器输入(12位)。补偿译码器第1组输出接余数
加法器加数3的高12位,第0组输出接余数加法器加数3的低12位。余数寄存器的
最高位经过非门接S3。

停机逻辑:

幅值转换器输出低16位小于除数时停机。

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