基于恢复余数法定点原码一位除法器的设计课程设计报告

《基于恢复余数法定点原码一位除法器的设计课程设计报告》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、沈阳航空航天大学课程设计报告课程设计名称：计算机组成原理课程设计课程设计题目：定点原码一位除法器的设计院（系）：计算机学院专业：计算机科学与技术班级：学号：姓名：姜鹏指导教师：周大海完成日期：2014年01月10日沈阳航空航天大学课程设计报告目录第1章总体设计方案21.1设计原理21.2设计思路41.3设计环境4第2章详细设计方案42.1总体方案的设计与实现62.1.1总体方案的逻辑图62.1.2计算算法总流程图72.2功能模块的设计与实现82.2.1操作数预处理模块的设计与实现82.2.2上商置0模块的设计与实现92.2.3上商置1模块的设

2、计与实现92.2.4商符运算模块的设计与实现10第3章测试结果123.1程序仿真123.2仿真测试123.2.1仿真测试一——两个正数除法运算123.2.2仿真测试二——一个正数一个负数除法运算163.2.3仿真测试三——两个负数除法运算18参考文献20附录（源程序清单）21-23-沈阳航空航天大学课程设计报告第1章总体设计方案1.1设计原理原码一位除，即两个原码数相除，商的符号位运算为除数和被除数的符号异或值。这里采用的算法为恢复余数法，而且除数和被除数规定为4位。实验的数据从试验箱的开关输入，而且运算的结果在OUT寄存器中显示出来。整个过

3、程通过汇编语言编写实现。恢复余数法定点原码一位除法器工作原理大致如下：设：X=X7X6X5X4X3X2X1X0Y=Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0其中高四位X7X6X5X4和Y7Y6Y5Y4为符号位，低四位X3X2X1X0和Y3Y2Y1Y0为数据位。则：X/Y=K*

4、X

5、/

6、Y

7、其中，

8、X

9、和

10、Y

11、为X和Y的绝对值，K为X和Y的符号位的异或值。

12、X

13、/

14、Y

15、利用恢复余数法求的，商根据余数的符号是正或负来判断。当为负时，上商为0，同时还应该把除数再加到差上去，恢复余数为原来的正值之后再左移一位。若差为0或为正值时，就没有恢复余数的操作，上商为1

16、，余数左移一位。下面通过一道例题详细理解恢复余数法定点原码一位除法器的工作原理。详细过程如表1.1所示。例：已知：X=-0.1011Y=-0.1101求：[X/Y]原解：由X=0.1011,Y=-0.1101得[X]原=1.1011，X*=0.1011[Y]原=1.1101，Y*=0.1101，[-Y*]补=1.0011下面表1.1列出了商值得整个求解过程。-23-沈阳航空航天大学课程设计报告被除数(余数)商说    明0.1011+1.00110.0000+[-

17、y

18、]补（减去除数）1.1110+0.11010.0000余数为负，上商0恢复

19、余数+[

20、y

21、]补0.10111.0110+1.10110.00000.0000被恢复的被除数←1位+[-

22、y

23、]补（减去除数）0.10011.0010+1.00110.00010.0010余数为正，上商1←1位+[-

24、y

25、]补（减去除数）0.01010.1010+1.00110.00110.0110余数为正，上商1←1位+[-

26、y

27、]补（减去除数）1.1101+0.11010.0110余数为负，上商0恢复余数+[

28、y

29、]0.01011.0100+1.00110.01100.1100被恢复的被除数←1位+[-

30、y

31、]补（减去除数）0.0111

32、0.1101余数为正，上商1表1.1恢复余数定点原码一位除法器功能表故：商值为0.1101商的符号位为：X0⊕Y0=1⊕1=0所以[X/Y]原=0.1101由此例可见，共左移4次，上商5次，第一次上的商在商的整数位上，这对小数除法而言可用它作溢出判断。即当该位为“1”时，表示此除法溢出，不能进行，应由程序进行处理；当为“0”时，说明除法合法，可以进行。-23-沈阳航空航天大学课程设计报告1.2设计思路基于恢复余数法的定点原码一位除法器的设计主要包含如下4个部分：①求X*和Y*：即去掉除数和被除数的符号位，运算过程中把除数和被除数都按照正数进行

33、运算。只需要将除数和被除数都和“0FH（00001111）”进行“与”运算即可；②上商1，减去余数：用被除数减去除数，如果运算结果大于0（符号位为0），则上商1，将运算结果左移一位，同时商值也左移一位，下步操作为减掉除数；③上商0，恢复余数：用被除数减去除数，如果运算结果小于0（符号位为1），则上商0，马上加上除数也就是恢复余数至上一步状态，再将运算结果和商值分别左移1位；④商值的符号位运算：在最原始状态下输入得到的被除数和除数分别保存在两个内存中，在上述三步运算过程完全结束后，再从内存中读出最原始的除数和被除数进行符号位异或运算，运算结果在

34、与商值进行相应运算即可得到最终运算结果。1.3设计环境伟福COP2000实验箱，用汇编语言编程实现定点原码一位除法器COP2000计算机组成原理实验系统由实验平台、