乘法器的实现
如果希望CPU支持某一种运算,我们就需要用硬件电路来实现对应的功能部件。我们现在已经有了一种乘法运算的方法,适合硬件来进行实现。而且,我们还掌握了一些硬件电路的基本知识。我们就可以一起来尝试如何构建一个硬件的乘法器。 现在我们来看乘法器是怎么实现的。我们用一个简单的二进制乘法作为例子,1000乘以1001,这是两个四位的二进制数相乘,那么为此我们要实现一个四位的乘法器。 首先我们需要一个寄存器来保存被乘数(Multiplicand),被乘数寄存器是一个8位的寄存器,而且带有左移的功能。它有一个左移的控制信号输入,当外部的控制逻辑(Control test)将这个信号视为有效时,在下一个时钟顺延到来的时候,被乘数寄存器当中的内容就会向左移动一位。 第二个寄存器是乘积(Product)寄存器,这也是一个8位的寄存器,用来保存运算的结果。被乘数寄存器当中的内容和乘积寄存器当中的内容需要进行加法运算,这里我们就需要进行一个8位的加法器,它会将被乘数寄存器当中的内容和乘积寄存器当中的内容进行相加,并将结果再送到乘积寄存器当中。 另外,我们还需要一个寄存器来保存乘数。这个寄存器只要4位就可以了,但有一点比较特殊,乘数寄存器的最低位被连到了控制逻辑(Control test),也就说控制逻辑可以观察当前乘数寄存器的最低位,并据此来生成相关的控制信号。这些控制信号就包括是否要让加法器进行加法运算