16位原码乘法器设计Verilog代码Quartus AC101-EDA开发板

名称：16位原码乘法器设计Verilog代码Quartus  AC101-EDA开发板

软件：Quartus

语言：Verilog

代码功能：

请基于FPGA(芯片可自选)设计一个16位原码乘法器(即输入信号都为16bits的数据),要求其利用简单的加法运算、逻辑运算移位运算实现乘法运算功能,且原码乘法器的输入由上位机通过串口提供,并将运算结果通过串口发送回上位机进行显示。各部分分数(总分100分)如下:

(1)完成电路功能仿真;(50分)

(2)完成原码乘法器的电路性能分析,包括系统主频、资源消耗电路功耗(10分)

(3)完成电路时序仿真;(10分)

(4)完成电路的板级实现与验证(30分)

FPGA代码Verilog/VHDL代码资源下载：www.hdlcode.com

本代码已在AC101-EDA开发板验证，AC101-EDA开发板如下，其他开发板可以修改管脚适配：

演示视频：

设计文档：

设计文档.doc

1.工程文件

2.程序文件

3.程序编译

资源消耗

系统主频：50MHz

电路功耗：58.83mW

4.RTL图

5.管脚分配（约束）

6.仿真图

乘法器仿真

Testbench(仿真脚本)

仿真图

十六机制显示

十进制显示

串口收发仿真

Testbench(仿真脚本)

仿真图

数据处理模块仿真

Testbench(仿真脚本)

仿真图

十六进制显示

部分代码展示:

//booth算法原理
//假设乘数和被乘数均为 n 位,那么 Booth 算法的具体执行过程以下六个步骤:
//(1) 设置一个 2n+1 位的 p 空间,并将初始化为 0;
//(2) 将乘数填入 p[n:1]中;
//(3) 从 p 空间的最低位依次开始向左扫描,每次扫描两位,并判断所扫描的两位二进制数为何种情况;
//(4) 判断 p[2n]位,如果是逻辑 0 右移一位补 0,如果是逻辑 1 就右移一位补 1;
//(5) 重复步骤(3) ,循环 n 次;
//(6) 最终 p 空间的 p[2n:1]就是乘数和被乘数的乘积。
//32位乘法器
module Multiplier_nbit(mult_A, mult_B, mult_product);
parameter width=16;
input [width-1:0] mult_A;//输入乘数A
input [width-1:0] mult_B;//输入乘数B
output [width+width-1:0] mult_product;//乘积
reg [width+width-1:0] mult_product;
integer Count;
reg [width+width:0] PA,right;//设置一个 2n+1 位的 p 空间
always @ (mult_A or mult_B)
begin
PA[width+width:0]={16'b0,mult_A,1'b0}; //将乘数{mult_product, mult_A, 1'b0}填入 p[n:1]中
for(Count=0;Count<width;Count=Count+1)//循环width次
begin
 case(PA[1:0])
2'b10:////-mult_B，右移一位(有符号数移位)
begin
 //PA=PA-mult_B ;
 PA[width+width:width+1]=PA[width+width:width+1] - mult_B[width-1:0];//PA=PA-mult_B ;
 right=(PA[width+width]==0)?{1'b0,PA[width+width:1]}:{1'b1,PA[width+width:1]};//判断 p[2n]位,如果是逻辑 0 右移一位补 0,如果是逻辑 1 就右移一位补 1
end
2'b01://+mult_B，右移一位(有符号数移位)
begin
     //PA=PA+mult_B
PA[width+width:width+1]=PA[width+width:width+1] + mult_B[width-1:0]; //PA=PA+mult_B
right=(PA[width+width]==0)?{1'b0,PA[width+width:1]}:{1'b1,PA[width+width:1]};//判断 p[2n]位,如果是逻辑 0 右移一位补 0,如果是逻辑 1 就右移一位补 1
end
default://右移一位(有符号数移位)
right=(PA[width+width]==0)?{1'b0,PA[width+width:1]}:{1'b1,PA[width+width:1]};//判断 p[2n]位,如果是逻辑 0 右移一位补 0,如果是逻辑 1 就右移一位补 1
endcase
PA=right;
end
 mult_product[width+width-1:0]=PA[width+width:1];//最终 p 空间的 p[2n:1]就是乘数和被乘数的乘积
end
endmodule

代码文件（付费下载）：