运算方法及运算器.ppt

《运算方法及运算器.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、CH3运算方法及运算器定点原码一位乘/除法定点补码一位乘/除法运算器结构教学目的与要求掌握定点数1位原码乘法的原理和运算过程掌握定点数1位补码乘法的原理和运算过程掌握定点数1位原码除法的原理和运算过程掌握定点数1位补码的除法的原理和运算过程了解浮点数四则运算的规则掌握运算部件的构成CH3运算方法及运算器一.定点原码1位乘法二.定点补码1位乘法三.原码1位恢复余数除法四.原码1位不恢复余数除法五.补码1位加减交替除法六.浮点数算术运算七.运算器基本结构CH3运算方法及运算器一.定点原码1位乘法二.定点补

2、码1位乘法三.原码1位恢复余数除法四.原码1位不恢复余数除法五.补码1位加减交替除法六.浮点数算术运算七.运算器基本结构一.定点原码1位乘法手工乘法过程：已知：X=+1101，Y=+1011，求：X*Y积（十进制数143）11011011110111010000110110001111部分积乘数（十进制数11）被乘数（十进制数13）一.定点原码1位乘法原理推导：设：[X]原=Xf.X1X2…Xn，[Y]原=Yf.Y1Y2…Yn则有：[Z]原=[X]原·[Y]原=(Xf⊕Yf)

3、(X1X2‥Xn)(Y

4、1Y2‥Yn)设：

5、X

6、·

7、Y

8、=X·(0.Y1Y2Y3)=X·(Y12-1+Y22-2+Y32-3)=2-1(X·Y1+2-1(X·Y2+2-1(X·Y3+0)))Z0Z1Z2Z3一.定点原码1位乘法递推公式：Z0=0Z1=2-1(Z0+X·Yn)Z2=2-1(Z1+X·Yn-1)﹕Zn=X·Y=2-1(Zn-1+X·Y1)运算规则：①两个n位数相乘，可用n次加法和右移1位操作来实现②初始部分积Z0=0，乘数末位决定加“X”还是“0”③每次加法时，部分积高位与被乘数相加④符号单独处理，

9、由异或产生一.定点原码1位乘法硬件实现设置3个寄存器：部分积寄存器A，被乘数寄存器B，乘数寄存器C（部分积寄存器）和1个计数器。N位数乘N位数可以看做求N次N位数乘1位数，每求出一个加数就与上次的部分积相加。每次求出的部分积右移1位，以便与下一次的部分积相加。一共右移N次，加N次。部分积右移时，乘数寄存器也右移1位。乘数寄存器最低位控制相加数，最高位接收移出的部分积。N位加法器实现2个N位数相乘。一.定点原码1位乘法逻辑图部分积寄存器R0乘数寄存器R1加法器ALU乘法计数器I被乘数寄存器R2C&&01

10、RS01工作脉冲乘法启动乘法结束一.定点原码1位乘法运算流程一.定点原码1位乘法已知：X=-0.1101，Y=+0.1011，用原码1位乘的方法求：Z=X*Y。解：[X]原=1.1101,[Y]原=0.1011符号：Zf=Xf⊕Yf=1数值部分求解如下：说明A部分积C乘数YB被乘数X:1101初始0000001011+X001101001101右移1位00011011011丢失+X001101010011右移1位00100111101丢失+0000000001001右移1位00010011110丢失+

11、X001101010001右移1位00100011111丢失乘积高位乘积低位所以：[Z]原=1.10001111所以：Z=-0.10001111CH3运算方法及运算器一.定点原码1位乘法二.定点补码1位乘法三.原码1位恢复余数除法四.原码1位不恢复余数除法五.补码1位加减交替除法六.浮点数算术运算七.运算器基本结构二.定点补码1位乘法设[X]补=X0.X1X2…Xn，[Y]补=Y0.Y1Y2…Yn补码与真值的关系X≥0时，X0=0，[X]补=0.X1X2…Xn=XX<0时，X0=1，X=[X]补-2=

12、1.X1X2…Xn-2=-1+0.X1X2…Xn得到对X正负数都合适的公式：X=-X0+0.X1X2…Xn补码的右移补码连同符号位将数右移1位，并保持符号位不变，相当于乘1/2（即除2）。二.定点补码1位乘法补码乘法算法被乘数和乘数都使用补码：[X·Y]补=[X]补·(-Y0+0.Y1Y2…Yn)X正负任意，Y为正数：[X·Y]补=[X]补·(0.Y1Y2…Yn)X正负任意，Y为负数：[X·Y]补=[X]补·(0.Y1Y2…Yn)+[-X]补采用双符号位，数据和符号位都参与运算；取乘数Y的数值位放入乘

13、数寄存器运算。二.定点补码1位乘法已知：X=+0.1101，Y=-0.1011，用补码1位乘的方法求：Z=X*Y。解：[X]补=00.1101，[Y]补=11.0101，[-X]补=11.0011计算过程如下：部分积乘数说明0000000101初始状态+001101+[X]补0011010001101010右移1位+000000+00001100000110101右移1位+001101+[X]补0100000010000010右移1位+000000