基于可编程逻辑器件的硬件乘法器-电子信息本科毕业论文 ㊣ 精品文档 值得下载

数据输入位寄存器设置，异步复位信号时钟到来时，锁存输入值右移低位将输入锁到高位位锁存器仿真步骤如选通与门仿真步骤位锁存器仿真结果如图所示。

的模块图锁存器的模块的波形图图模块的功能是个位锁存器。

有三个输入端其中为时钟信号。

有个输出端。

位锁存器主要为了锁存些数，便于以后程序应用。

位右移寄存器的源程序位右移寄存器，装载新数据数据右移输出最低位位右移寄存器仿真步骤如选通与门步骤。

位右移寄存器仿真结果如图所示。

的模块图图移位寄存器的模块图的波形图图模块的功能是个移位寄存器。

有三个输入端当被乘数被加载于位右移寄存器后，随着每时钟节拍，最低位在前，由低位至高位逐位移出。

有个输出端。

乘法运算控制器的源程序乘法运算控制器，高电平清零计数器小于则计数，等于表明乘法运算已经结束乘法运算正在进行运算已结束乘法运算控制器仿真步骤如选通与门仿真步骤乘法运算控制器的仿真结果如图所示。

的模块图图控制器的模块的波形图图模块的功能是个乘法器的控制模块。

为了接受实验系统上的连续脉冲。

有两个输入端其中信号的上跳沿及其高电平有两个功能，即位寄存器清零和被乘数向移位寄存器加载它的低电平则作为乘法使能信号。

为乘法时钟信号。

有三个输出。

位乘法器的源程序位乘法器顶层设计乘法启动信号，高电平复位与加载，低电平运算位被乘数位乘数乘法运算结束标志位位乘积输出待调用的乘法控制器端口定义待调用的控制与门端口定义这次设计，进步加深了对的了解，让我对它有了更加浓厚的兴趣。

特别是当每个子模块编写调试成功时，心里特别的开心。

但是在编写顶层文件的程序时，遇到了不少问题，特别是各元件之间的连接，以及信号的定义，总是有，在细心的检查下，终于找出了和警告，排除困难后，程序编译就通过了，心里终于舒了口气。

器件的选择也很重要，只有选择合适的器件，才能正确的编译，从而能更好的做好本次试验，通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。

最后，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢，致谢感谢我的导师时伟老师，他们严谨细致丝不苟的作风直是我工作学习中的榜样他们循循善诱的教导和不拘格的思路给予我无尽的启迪。

感谢我的时伟老师，这片论文的每个实验细节和每个数据，都离不开你的细心指导。

而你开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很快的融入我们这个新的实验室感谢我的室友们，从遥远的家来到这个陌生的城市里，是你们和我共同维系着彼此之间兄弟般的感情，维系着寝室那份家的融洽。

三年了，仿佛就在昨天。

三年里，我们没有红过脸，没有吵过嘴，没有发生上大学前所担心的任何不开心的事情。

只是今后大家就难得再聚在起吃每年元旦那顿饭了吧，没关系，各奔前程，大家珍重。

但愿远赴他乡的你们平平安安，留守再次快快乐乐，挥师北上的各位顺顺利利，也愿离开我们寝室的室友开开心心。

我们在起的日子，我会记辈子的。

感谢我的爸爸妈妈，焉得谖草，言树之背，养育之恩，无以回报，你们永远健康快乐是我最大的心愿。

在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长同学朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意，参考文献技术与潘松，黄继业编著。

版北京清华大学出版社。

电子设计自动化孙加存主编西安西安电子科技大学出版社。

实用技术宋嘉玉，孙丽霞主编，北京人民邮电出版社。

技术与应用朱正伟主编，北京清华大学出版社，技术与数字系统设计邹彦等编著，北京电子工业出版社技术试验与课程设计曹昕燕等编著，北京清华大学出版社。

技术与应用陈新华主编，北京机械工业出版社。

数字逻辑设计与实践与双剑合璧刘昌华编著，北京国防工业出版社。

待调用的位加法器端口定义待调用的位右移寄存器端口定义待调用的右移寄存器端口定义锁存信号清零信号位数据输入位乘法器的仿真步骤打开设计软件。

新建图形编辑文件，在文件空白处双击鼠标左键打开添加符号对话框，从框中分别调用四个子模块从框中选择库，添加输入和输出管脚按照实验原理部分图原理图连接各子模块及输入输出管脚。

保存图形编辑文件到具体目录下文件名为，扩展名为，将该文件设为顶层后，打开编译器进行编译综合。

仿真可省略不做。

分配芯片选择系列下的型芯片。

分配管脚然后打开编译器进行重新编译。

打开实验箱电源并接通下载线启动下载器，测试串口连接后设置串口，找到转换控制器电路设计下载文件开始下载。

硬件测试调节变阻器，从而改变输入模拟电压，观察输出数字量的变化。

总体设计电路图图工作原理图中，是乘法运算控制电路，他的端的信号的上跳沿与高电平有两个功能，即位寄存器清零和被乘数向移位寄存器加载它的低电平则作为乘法使能信号。

乘法时钟信号从的输入。

当被乘数加载与位右移寄存器后，随着时钟的节拍，最低位在前，有低位至高位逐位移出。

当为是，与门打开，位乘数在同节拍进入位加法器，与上次的锁存在位锁存器中的高八位进行相加，其和在下时钟的上升沿被锁存进次锁存器。

而当被乘数移出位为时，与门全零输出。

如此往复，直至个时钟脉冲后，由控制，乘法运算过程自动中止。

输出为高电平，以此可点亮发光二极管，以示乘法结束。

此时的输出值即为最后乘积。

此乘法器的优点是节省资源，它的核心元件只是个位加法器，其运算速度取决于输入的时钟频率。

若是时钟频率为，则每运算仅需。

若利用备用最高时钟，即晶振的单片机的乘法指令，进行位乘法运算，仅单指令的运算周期及长达。

因此，可利用此乘法器或相同原理构成的更高位乘法器完成些数字信号处理方面的运算。

位乘法器的仿真结果如图所示。

以下是位乘法器顶层设计的仿真波形图图从上面的波形图看出，当和相乘时，第个时钟上升沿后，其移位相加的结果在端口是，第个上升沿后，最终相乘结果是。

管脚分配图实验下载验证情况由于我们实验室采用系列系统平台，根据系统和乘法器原理，定义管脚是接，乘法运算时钟接，清零及启动运算信号由键控制，乘数接由键，键输入位二进制数，被乘数接由键，键输入位二进制数，乘积输出接。

编译，综合后向目标苡片下载适配后的逻辑设计文件。

下载适配后，键输入高电平时，乘积锁存器清零，乘数和被乘数值加载低电平时开始乘法操作，个脉冲后乘法结束，乘积显示在数码管位，高位在左。

例如我们在乘数和被乘数都输入，键输入低电平，个脉冲后在高四个数码管显示，实验证明成功。

心得体会通过本次的电子设计的数字部分设计，我们掌握了系统的数字电子设计的方法，也知道了实验调试适配的具体操作方法。

在设计过程中，我们遇到了各种问题，在老师的指导下和我们自己的努力，克服了各种问题，最后得到了成功。

但是我也发现了些问题，我们无法解决。

如在控制器模块中有个警告，还有在适配后得到频率高的执行速度还要慢些等等。

总之，这次设计使我掌握了很多有用的经验也学到了很多在书本上学不到知识，为以后的学习和工作打下坚实的基础通成，或门的输出可以通过触发器有选择地被置为寄存状态。

器件具有现场可编程功能，所采用的工艺有反熔丝工艺工艺和工艺。

还有类结构更为灵活的逻辑器件是可编程逻辑阵列，它也由个与平面和个或平面构成，但是这两个平面的连接关系是可编程的。

器件采用现场可编程或者掩膜可编程方式实现逻辑电路。

在的基础上，又发展了种通用阵列逻辑，如，等。

它采用了工艺，可以用电信号擦除和改写，与不同的是，其输出结构是可编程的逻辑宏单元，用户可以自行定义输出单元的逻辑功能，因而设计具有更强的灵活性，至今许多成熟器件仍被广泛使用。

这些早期器件的个共同特点是可以实现速度特性较好的逻辑功能，但其集成密度还不够大，引脚数量也很受限制，由于这些限制使得该类器件只能实现规模较小规模的逻辑电路。

世纪年代中期，随着集成电路制造工艺的不断改进，可编程器件厂商和分别推出了类似于结构的扩展型复杂可编程器件和与标准门阵列类似的现场可编程门阵列，这类器件都具有体系结构和逻辑单元灵活集成度高以及适用范围广等特点。

这两种器件兼容了和通用门阵列的优点，可实现较大规模的逻辑电路，编程也很灵活。

同其它专用集成电路相比，该类器件可以有效的缩短开发周期，降低设计制造成本低并拥有先进的开发工具支持，另外还具有标准产品无需测试质量稳定以及可实时在线检验等优点，因此被广泛应用于产品的原型设计和产品生产般在，件以下中。

几乎所有应用门阵列和中小规模通用数字集成电路的场合均可应用和器件。

系列器件简介是公司系列芯片中的重要产品，广泛应用于各种设计领域，在此系列产品中的设计实现具有定的代表性。

该系列产品具有固定的片内布线延时，可以减小了中门单元的延时离散性，因此本文选择该系列产品为目标芯片。

本文基于位乘法器在系列芯片上实现。

下面对系列芯片的基本结构和功能特点作以介绍。

公司出品系列包括等具体型号，该系列芯片基于先进的多阵列矩阵架构，为大量应用提供了世界级的高性能解决方案。

基于只读存储器的产品采用先进的工艺制造，提供从到个宏单元的密度范围，速度达的管脚到管脚延迟。

器件都支持在系统可编程能力，可以在现场进行重配置。

提供，和核心电压的器件，如表所示其中表示设计从输入到非寄存器输出的最小数据延迟。

表系列器件集成密度和工作速度密度宏单元最快的™多电压接口允许设计人员在设计中无缝集成和逻辑电平，其中系列器件核心工作电压为，管脚电压兼容和。

器件具有即用性，非易失性的特点，提供全局时钟，在系统可编程，漏极开路输出，可编程上电状态，快速输入建立时间和可编程输出回转速率控制特性，使得器件适