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lex · Gast

wie realisier ich einen add-shift multiplizierer? help!

xGCFx · Stammgast Beiträge: 33 Ort: Dresden

Solche Muliplizierer nennt man auch Seriell/Parallel Multiplizierer, weil 1 Operand seriell und der andere parallel verarbeitet wird.

Folgender Code beschreibt so einen Multiplizierer für 8 bit-breite Operanden. Eingang a_i wird in ein Schieberegister geladen und sukzessive verschoben eine Position. Immer wenn b_i an der Stelle k gleich 1 ist wird dem Produktregister der Wert des Schieberegisters (entspricht zu dem Zeitpunkt a_i*2^k) dazuaddiert. Nach 8 Verschiebungen liegt das Ergebniss im Produktregister vor und wird an den Ausgang y_o gelegt.
Realisiert ist das Ganze als State Machine. Die Latenz ist aber ziemlich hoch, da jede Stelle von a_i sequentiell verarbeitet wird.


ENTITY add_shift_mult IS
  PORT (
    clk_i : IN std_logic;
    a_i     : IN std_logic_vector(7 DOWNTO 0);
    b_i     : IN std_logic_vector(7 DOWNTO 0);
    y_o    : OUT std_logic_vector(15 DOWNTO 0)
  );
END ENTITY add_shift_mult;

ARCHITECTURE rtl OF add_shift_mult IS

TYPE states IS (s0, s1, s2);
SIGNAL state : states;

BEGIN

fsm : PROCESS (clk_i) IS
  VARIABLE p : std_logic_vector(15 DOWNTO 0);  -- Produktregister
  VARIABLE t : std_logic_vector(15 DOWNTO 0);  -- temp. Schieberegister
  VARIABLE cnt : natural RANGE 0 TO 7;  -- Zaehlervariable
BEGIN
IF rising_edge(clk_i) THEN
CASE state IS
WHEN s0 =>  -- Initialisierungszustand
  state <= s1;
  cnt := 0;  -- Zaehler Reset
  p := (OTHERS => '0');  -- Produktregister Reset
  t := a_i;  -- temp. Schieberegister mit Operand a_i laden
WHEN s1 =>  --Multiplikation ausführen
  IF cnt = 7 THEN  --Multiplikation fertig
    state <= s2;
  ELSE
    IF a_i(cnt) = '1' THEN
      p := p + t;  -- Addieren von a_i*2^k
    END IF;
  t := t*2;  -- temp. Schieberegister um 1 Stelle schieben
  cnt := cnt+1;  -- Zaehler inkrementieren
  state <= s1;
END IF;
WHEN s2 =>  -- Ergebnis ausgeben und neue Multiplikation starten
  y <= p;  -- Produktregister an Ausgang anlegen
  state <= s0;  -- neue Multiplikation starten
END CASE;
END IF;
END PROCESS fsm;

END ARCHITECTURE rtl;