基于恢復(fù)余數(shù)法定點原碼一位除法器的設(shè)計課程設(shè)計報告(編輯修改稿)
2024-10-03 17:39 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 加上 |y|補商 R2左移一位加 0，加上 y的補。 商 R2左移一位加 1 被除數(shù) R0左移一位 計數(shù)器 R3減 1 被除數(shù) R0左移一位 計數(shù)器 R3減 1 計數(shù)器 R3為0 計數(shù)器 R3為0 Y N 被除數(shù) R0加除數(shù) R1 Y N 被除數(shù) R0減除數(shù) R1 被除數(shù)R00 Y 余數(shù) R00 Y 恢復(fù)除數(shù) R2 商符判斷 結(jié)束 N N 被除數(shù) R00 N Y Y N 沈陽航空航天大學(xué)課程設(shè)計報告 錯誤 !未指定書簽。 8 算法流程 圖如圖 所示。除法開始前， R2 寄存器被清 0，準(zhǔn)備接收商，被除數(shù)的原碼放在 R0 寄存器中，除數(shù)的原碼放在 R1 寄存器中，計數(shù)器 R3 中存放需要移位的次數(shù)。除法開始后，首先 判斷除數(shù)是否為 0，若除數(shù)為 0 則進行處理，若不為 0，則用被除數(shù)減去除數(shù)，若運算結(jié)果大于 0，商上 1。若結(jié)果小于 0，商上 0。然后被除數(shù)左移一位，計數(shù)器減 1。當(dāng)計數(shù)器 R3 內(nèi)容為 0 時，運算結(jié)束。 功能模塊的設(shè)計與實現(xiàn) 主要模塊包括：操作數(shù)預(yù)處理模塊、上商置 0模塊、上商置 1模塊、商符運算模塊四大模塊。 操作數(shù)預(yù)處理 模塊的設(shè)計與實現(xiàn) 功能描述 操作數(shù)預(yù)處理模塊的主要功能是對操作數(shù)的初始化及預(yù)處理。具體包括下面兩個方面的處理： 將輸入的除數(shù)和被除數(shù)保存在某個內(nèi)存中備份，備份的原始 數(shù)據(jù)以便將來進行符號位的運算。 求輸入的除數(shù)和被除數(shù)的數(shù)據(jù)位，也就是將除數(shù)和被除數(shù)全部轉(zhuǎn)化為正數(shù)進行后面的計算，具體做法就是將除數(shù)和被除數(shù)分別與“ 00001111（ 0FH）”進行“與”運算，保證運算過程中的初始數(shù)據(jù)均為正數(shù)。 流程圖 圖 操作數(shù)預(yù)處理模塊流程圖 開始 初始化： R0 被除數(shù) R1 除數(shù) R2 商值 R3 計數(shù)器 R0 和 R1數(shù) 據(jù)分別保存 在內(nèi)存 9F 和 9E 中備份 AND R0,0FH 被除數(shù)與 0FH“與” AND R1,0FH 除數(shù)與 0FH“與” 結(jié)束 沈陽航空航天大學(xué)課程設(shè)計報告 錯誤 !未指定書簽。 9 上商置 0 模塊的設(shè)計與實現(xiàn) 功能描述 上商置 0 模塊中要進行恢復(fù)余數(shù)，原碼一位除法器恢復(fù)余數(shù)法進行計算，區(qū)別于加減交替算法。當(dāng)余數(shù)為負(fù)時 ，將商的最后一位添 0，這時，需要進行恢復(fù)，余數(shù)加上 [Y*]補，再將得到的余數(shù)和商同時左移一位，然后余數(shù)再加上 [— Y*]補存到 R2 上，再判斷余數(shù)的正負(fù)，如果余數(shù)為負(fù)時，循環(huán)進行上商置 0 的操作，否則，進行上商置 1 的操作。 流程圖 圖 上商置 0 模塊流程圖 上商置 1 模塊的設(shè)計與實現(xiàn) 功能描述 上商置 1 的算法比較簡單，不存在不同的算法，原碼一位除法都是相同的計 開始 余數(shù)為負(fù)，商置 0 恢復(fù)余數(shù) +[Y*]補 左移一位 減去余數(shù) +[Y*]補 結(jié)束 沈陽航空航天大學(xué)課程設(shè)計報告 錯誤 !未指定書簽。 10 算。當(dāng)余數(shù)為正時上商置 1，這時，再將得到 的余數(shù)和商同時向左移一位，然后余數(shù)加上 [— Y*]補存到 R2 上，在判斷余數(shù)的正負(fù)。如果余數(shù)為正時，循環(huán)進行上商置 1 的操作，否則，進行上商置 0 的操作。 流程圖 圖 上商置 1 模塊流程圖 商符運算 模塊的設(shè)計與實現(xiàn) 功能描述 商的符號計算原碼一位除法和原碼一位乘法一樣都是單獨處理的，商符由兩數(shù)的符號位進行異或運算求得，商值是由兩數(shù)絕對值相除求得。將 9FH 和 9EH地址的除數(shù) X 和被除數(shù) Y 分別右移四位，得到 X1 和 Y1 再將兩數(shù)進行相加運算，得到一個值是 Z，然后判斷 Z 的最低位是否為零，如果為零，則商的符號為正，否則商的符號為負(fù)。 開始 余數(shù)為正，商置 1 結(jié)束 左移一位 減去除數(shù) +[Y*]補 沈陽航空航天大學(xué)課程設(shè)計報告 錯誤 !未指定書簽。 11 流程圖 開 始Z = X 1 + Y 1判 斷 Z 的 最 低 位 是 否 為 零商 的 符 號 為負(fù)N商 的 符 號 為正Y結(jié) 束分 別 將 除 數(shù) X 和 被 除數(shù) Y 右 移 四 位 得 到 X 1和 Y 1 圖 商符運算模塊流程圖 沈陽航空航天大學(xué)課程設(shè)計報告 錯誤 !未指定書簽。 12 第三章 測試結(jié)果 程序仿真 將事先編好的匯編程序輸入到列表里，保存將格式改寫成 .ASM,再進行仿真，仿真可以一步一步進行仿真，你可以看到每步執(zhí)行過程中，寄存器 R0~R3 和累加器 A 的變化，根據(jù)變化可以知道每步執(zhí)行是否正確，直 到最后輸出 OUT 和R2。 仿真測試 仿真測試一 —— 兩個正數(shù)除法運算 當(dāng) X=， Y= 時的仿真結(jié)果如下圖所示。 已知 X=，Y=，根據(jù)原碼一位除法恢復(fù)余數(shù)法進行計算可得出商為 ，再將 X和 Y 的符號位進行異或可得出商的符號為正，所以最終商為 ，余數(shù)為。 仿真過程圖如下所示： 圖 仿真測試一 數(shù)據(jù)初始化 圖 如圖 所示。 R0、 R R2 和 R3 4個寄存器中分別初始化存入原始數(shù)據(jù)被除沈陽航空航天大學(xué)課程設(shè)計報告 錯誤 !未指定書簽。 13 數(shù) 0BH、除數(shù) 0DH、 商值 00H 和計數(shù)器初始值 04H。 圖 仿真測試一 數(shù)據(jù)備份 圖 如圖 所示，將原始數(shù)據(jù)被除數(shù)和除數(shù)存入內(nèi)存中備份，以便將來做商符計算時使用，圖中 MAR 中顯示的地址為除數(shù) 0DH 存入的地址 9E。 圖 仿真測試一 數(shù)據(jù)預(yù)處理 圖 如圖 所示，將原始數(shù)據(jù)被除數(shù)和除數(shù)進行去符號處理使之均變?yōu)檎龜?shù)進行運算，這里由于初始數(shù)據(jù)本身就是正數(shù)，所以 R0 和 R1
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