乘法器的优化1
计算机的最大优势在于它的运算速度。因此,当我们设计计算机当中的一个功能部件时,在保证其功能正确性的前提下,就得考虑它是否拥有足够好的性能。那么在这一节,我们就要一起对这个乘法器进行性能上的分析和优化。 首先,我们来快速回顾一下N位乘法器的工作流程。 当我们做好初始化工作之后,首先检查乘数寄存器的最低位。如果最低位为1,那么就将被乘数寄存器和乘积寄存器的内容相加,并将结果放入到乘积寄存器当中。那么这一步实际上是控制逻辑给出了若干个控制信号,包括让加法器完成加法运算,并给了乘积寄存器写入的控制信号。因为加法器的输出是连接到乘积寄存器的输入端的,所以在下一个时钟上升沿来临的时候,乘积寄存器就会对加法器的输出进行采样并保存起来,这就完成了这一步所指的工作。 然后控制逻辑会向被乘数寄存器发出左移的控制信号,在下一个时钟上升沿来临的时候,被乘数寄存器就会完成左移一位的工作。当然,如果在第一步中检查的乘数寄存器的最低位是0,那控制逻辑就不会给出让加法器进行运算,和让乘积寄存器进行写入的控制信号,而会进入到第2步,完成被乘数寄存器左移的工作。再到下一个时钟上升沿,乘数寄存器会发现其右移的控制信号有效,所以它就完成一次右移的工作。 然后判断是否已经到了第N次循环。如果没有,说明运算还没有结束,再回到第1步继续执行;如果发现已经是第N次循环,说明运算已经完成。运算的结果就在当前的乘积寄存器当中。