乘位阵列乘法器设计

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1、课程设计报告课程设计题目：4乘4位阵列乘法器设计学生姓名：杨博闻学 号：0115专 业：计算机科学与技术班 级：1120701指导教师：汪宇玲2014年 1月 4日一、设计目的1 .掌握乘法器的原理及其设计方法。2 .熟练应用CPLD设计及EDA操作软件。二、设计设备1. TDN-CM+或TDN-CM+教学实验系统一套。2PC微机一台。3 - ispDesignEXPERT 软件模型机数据通路结构框图三、设计原理本实验用CPLD来设计一个4 X4位乘法器，相对于画电路图输入,用ABEL语言描述是比较方便的。其算式如下（其中括号中的数字表示在ABEL源程序描述中的功能块调用编号）：a3a2al

2、aOXb3 b2bl boa3b0(10) a2b0 (6)alb0(3) aObO(l)a3bl(13)a2bl(9) albl (5)a0bl(2)a3b2(15) a2b2(12) alb2(8) a0b2 (4)+a3b3(16) a2b3(14) alb3(ll) a0b3(7)p7 p6 p5p4p3 p2 plpO四、设计步骤1 .安装EDA软件打开计算机电源,进入Windows系统,安装上述ispDesignEXPERT 软件。安装完成后，桌面和开始菜单中则建有ispDesignEXPERT软件图 标。2 .用ispDesignEXPERT软件根据上述乘法的逻辑原理用ABEL语

3、言 编写功能描述程序。其在1032芯片中对应的管脚如图：P7 P6 P5 P4 P3 P2 Pl P045464748495051 52CPLD10323435363738394041A3A2A1A0B3B2B1B03 .编辑、编译和下载使用ispDesignEXPERT软件编辑源程序并进行编译，然后打开实验 系统电源，将生成的JEDEC文件下载到ispLSI1032中去。4 .连接实验电路按下图连接实验电路。5 .给定操作数，观察乘法器输出将SWITCH UNIT 单元中的SW-B.AR开关置为低电平状态。在INPUTDEVICE单元中的8个开关的高4位为乘数A ,低四位为被乘数B ，而相乘

4、的结果将在OUTPUT DEVICE单元中的数码管中以十六进制形式显示。ISP1032 UNrr3445SW-BARswircii UNrrH23SIGNAL UNrrOUTPUr DEVICEn D7II JboLEIyB W7RSW-B52给A和B置不同的数，观察相乘的结果。INPUT DEVICE4D7厂一出五、设计结果:输入信号输出KO(7)KO(6)KO(5)KO(4)KO(3)KO(2)KO(1)KO(0)K2(1)K2(0)CSI010101000114001101100112.|n| x|FPGA XV200IJIJ IE1 CICIS2 |Si |SO Il?0.169.16

5、8.149.153.154.155.192, 193, 194, 195, 199, 200, 201,175, 174, 173, 159, 160, 161, 162, 187,205, 206, 207,208,167,186,215, 216, 217,218, 220, 221, 222, 223224. 228. 229.230. 231. 232. 234. 235235, 23?, 238,003, 004, 005, 006, 007031, 042, 046,052, 057, 067, 068, 074020, 021, 023,024, 025, 026, 027, 0

6、28009, 010, 011,012, 013, 01?, 018, 01978, 093, 099,107, 108, 105, 124, 125147, 152, 178,184, 185, 203, 111, 110033, 034, 035,036, 038, 039, 040, 041056. 055. 054.053. 050. 049. 048. 047063, 064, 065,066, 0?0, 0?l, 0?2, 0?379, 080, 081,082, 084, 085, 086, 087094, 095, 096,097, 100, 101, 102, 103B6BZ

7、XCV200co o 口 口 e c*7 口 mK4: 33H(51)K3: 001(0)K2: 02H(2)KI: 32H(50)KO: 36H(54)AS111, 114, 116, 118, 127, 130, 132, 134, 139, 1110, 113, 115, 11?, 120, 122, 131, 133, 138, 1上上工工上上工上LLLLLLLL 上工工工工工工工DDDDDDDD 上工工上上工工工U II u U U UB5 I B4 I B3 ISSSSSSSSBBEEHBBHi1Bl I BO |QQQQQQBQo2d六、ABEL源码MODULE multiply

8、TITLE 4 bit multiplierInputsa3, a2, al, aOpin 34,35,36,37;b3,b2, bl, bOpin 38,39,40,41;z，Outputsp7, p6, p5, p4, p3, p2, pl, p0pin 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52 istypecom, invert“Set declarationsaset =a3, a2, al, aO;bset = b3, b2, bl, bO;product = p7, p6, p5, p4, p3, p2, pl, pO;,Sub-module declarati

9、ons, with default input valuesIn this case, all inputs default to 0 if not used, adder interface (a=0, b=0, sin=0, cin=0 - sum, carry);Sub-module instancesablkl functional_block adder;ablk2 functional_block adder;ablk3 functional_block adder;ablk4 functional_block adder;ablk5 functional_block adder;

10、ablk6 functional_block adder;ablk7 functional_block adder;ablk8 functional_block adder;ablk9 functional_block adder; ablklO functional_block adder; ablkl1 functional_block adder; ablkl2 functional_block adder;ablkl3 functional block adder;ablkl4 functional_block adder;ablkl5 functional_block adder;a

11、blkl6 functional_block adder;Equationsp7 =； Product output bit 7p6 = ;bit6p5 二；bit5p4 = ;bit4p3= ;bit3p2= ;bit2pl= ;bit1pO=；bit0二 a3;二 b3;二 a3;二 a2;=b3;f=a3;二 bl；二 a2;二 b2;二 al;=b3;二 a3;二 bO;二 a2;二 bl;二 al;二 b2;二 aO;=b3;=a2;二 bO;二 al;=bl;二 aO;二 al;二 bO;二 aO;=bl;=aO;二 bO;Test_vectors(Easet,bset-produ

12、ct)0 ,0 -0;0 ,1 -0;1,2 -2;2 ,3 -6;3 ,4 -12;3 ,5 -15;4 ,5 20;4 ,6 -24;5 ,6 -30;10 ,12 ,13 ,13 ,14 ,5 ,7 -35;7 -42;7 -49;8 64;9 -81 ;11 -110;13 -156;14-182;15-195;15-210;END六、心得体会经过这次课程设计充分地实践了课上所学到的知识，提高了动手能 力，把理论知识运用到实践中。对阵列乘法运算器的结构以及原理得到了 进一步的了解。在设计的过程中也遇到了很多的问题，最大的问题就是 ABEL源码的理解，在老师的教导下，了解了这一源码的形成。通过本次课 程设计受益良多。