基于cop的定点无符号数乘法的实现

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1、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:基于COP2000的定点无符号数乘法的实现目录第1章总体设计方案11.1设计原理11.2设计思路11.3设计环境1第2章详细设计方案32.1总体方案的设计32.1.1总体方案的逻辑图42.2功能模块的设计52.2.1数据输入模块的设计62.2.2乘数末位判断与移位模块的设计62.2.3乘积结果显示模块的设计7第3章程序调试与结果测试93.1程序调试93.2结果测试9参考文献11附录（源程序）12-I-第1章总体设计方案1.1设计原理两个8位无符号数相乘，所乘结果是16位，采用原

2、码一位乘，在计算时，用乘数寄存器的最低位来控制部分积是否与被乘数相加，然后右移部分积和乘数，同时乘数寄存器接收部分积右移出来的一位，完成运算后，部分积寄存器保存乘积的高位部分，乘数寄存器中保存乘积的低位部分。1.2设计思路被乘数与乘数都是8位，所以相乘的结果是16位。每个寄存器的范围是8位，所以乘积的结果用两个寄存器来存储表示。实验开始时将实验数据从实验箱的开关输入到R0、R1、R2、R3四个寄存器中，部分积存放在R0，8位乘数放在R1,8位被乘数放在R2，R3控制乘数与被乘数都是8位数。在计算时，首先判断乘数末位上的值是1还是0，决定被

3、乘数是否与部分积相加，然后判断部分积的末位，因为右移时部分积的末位会溢出，乘数右移时要接收由部分积溢出来的数，所以根据判断来决定乘数右移后的高位是1还是0。运算结束时16位乘积结果的高8位从R0调出，低8位从R1调出，两个数据组成最终结果。1.3设计环境本实验采用COP2000实验箱和COP2000仿真软件。在COP2000试验仪上实现编程，所应用的编程语言为汇编语言。在伟福试验仪中有相关的模型机指令集分为几大类：算术运算指令、逻辑运算指令、移位指令、数据传输指令、跳转指令、中断返回指令、输入输出指令。此为COP2000计算机组成原理实验

4、软件截图：-14-图1.1COP2000计算机组成原理集成调试软件-14-第2章详细设计方案2.1总体方案的设计（1）初始化以及输入乘数与被乘数首先是将部分积初始化送到寄存器R0中,乘数放入R1,被乘数放入R2。直接进行到地址LOOP部分。(2)运算过程首先从乘数最低位开始判断，将R1放于寄存器A中并和立即数#01H相与，此时可以判断乘数最低位是0或1。基于语句JZNEXT，当前面的判断结果是0，跳转到地址NEXT；否则顺序执行程序。跳转到NEXT，即当程序乘数最低位为0时，将R0不变；顺序执行程序，即当乘数最低位为1时，将R0与R2相加

5、，判断最低位是0还是1，当判断结果是0，跳转到NEXT1，否则顺序执行程序，所得到的结果送到寄存器R0中，存入数据后无条件跳转到NEXT2，判断是否是最后一位。然后进行移位操作。在移位前需要考虑R0的最低位是0或1，因为部分积移到的数值也是结果的部分，就是保存在结果低位的部分，也就是寄存器R1中，所以要保留移掉部分,此时判断R0最低位。利用语句JZNEXT1，当前面的判断结果是0，标志位为1，跳转到地址NEXT1；否则顺序执行程序。当部分积最低位是1时，右移R0，进行保存；当部分积最低位是0时，右移R0、R1，进行保存。每次循环结束都要进

6、入结果输出部分JZNEXT3。（3）显示乘积的结果最后循环控制程序结束。因为乘法的结果是16位，而此时16位结果的高八位存放在R0，低八位存放于R1。显示结果为R0显示的数据加上R1显示的数据。-14-2.1.1总体方案的逻辑图R0部分积BUBUFENJI8位加法器R2被乘数R1乘数移位和加控制右移OUT输出结果移位8次右移加法器图2.1总体方案的逻辑图如上逻辑框图2.1中所示，R0、R1、R2均是8位的寄存器，其中R0存放部分积的原码，R1存放乘数的原码，R2存放被乘数的原码。移位和加控制电路受R1和R0的末位控制（当R1末位是1时，R

7、0和R2相加；当R1末位是0时，R0不变。当R0末位是0时，R0和R1右移一位；当R0末位是1时，R0右移一位，R1右移一位加10000000）。然后将R0右移移8位加上R1，得到乘法16位结果。-14-2.2功能模块的设计开始乘数最低位为1？YN部分积与被乘数相加部分积不变部分积最低位为1？NY部分积右移乘数右移并加10000000部分积右移乘数右移将部分积右移八次加上乘数寄存器里的数，得到乘积结果循环结束？NY结束输入部分积、乘数和被乘数结果输出图2.2功能模块设计图2.2.1数据输入模块的设计将部分积初始化送到寄存器R0中,乘数放入

8、R1,被乘数放入R2。应用MOV-14-R0,#IIH语句将三个数据分别输入到R0、R1、R2。2.2.2乘数末位判断与移位模块的设计（1）功能描述判断乘数末位是否为1，应用MOVA,R1和A