文档介绍：河北大学计算机组成原理实验报告学院年级专业学号姓名实验日期实验地点指导老师实验项目不恢复余数阵列除法器成绩实验目的:理解除法器的原理。二、实验原理:这次实验实现原码不恢复余数法的阵列除法器算法(余数左移除数固定),详细计算过程如下。例题:X=,y=,求[x/y]原。则[x]补=,[y*]补=,[-y*]补=+(减去除数)减去除数+(左移一位)(加上除数)0余数为负,商上0,左移一位,加上[y*]补,此时count=3+(左移一位)(减去除数)01余数为正,商上1,左移一位,减去除数,此时count=2+(左移一位)(减去除数)011余数为正,商上1,左移一位,减去除数,此时count=1+(加上除数)0110余数为负,商上0,此时count=0,停止运算,发现余数小于0,加上[y*],因此最后结果为正,直接在最后的结果加上“+”,商为+,但是由于除数在计算的过程中被逻辑左移了3次,所以要乘以2^-5进行恢复,。原码不恢复余数法原理说明:①符号位单独处理,参加运算的是除数和被除数的绝对值的补码,除数的绝对值用y*表示;②合法的除法运算中,被除数必须小于除数,因此第一次上商肯定是r6=0,否则溢出,停止运算;③原码恢复余数法来源于手算的竖式除法。若余数为正,表示够减,商上1,左移一位,减去[y*]补,也就是加上[-y*]补;若余数为负,表示不够减,商上0,恢复余数(加上除数),变成减去除数之前的结果,继续左移一位,加上[-y*]补。④原码不恢复余数法建立在原码恢复余数法的基础之上,假设当前的余数为R。当余数大于0时,下一步余数是先左移一位再减去除数,即下一步余数应该为R’=2R-y*;当余数小于0时先恢复余数,然后再左移一位再减去除数,假设当前余数为R,那么下一步余数应该为R’=2(R+y*)-y*=2R+y*。以上两个式子将恢复余数法的步骤定量化了,也就是说,要么左移一位加上y*,要么左移一位减去y*,这就是加减交替的含义。⑤除数和被除数具有3位尾数的合法的除法,需要逻辑移位3次,上商3+1=4次。可以设置一个计数器count来控制循环次数,达到3次就停止。⑥若最后一步为负,表示不够减,商上0,需要恢复余数,即加上除数,否则不需要。接下来介绍原码不恢复余数阵列除法器①可控加法/减法(CAS)单元原理是利用一个可控加法/减法 CAS 单元所组成的流水阵列来实现的它有四个输出端和 四个输入端。当输入线P=0时,CAS 作加法运算;当P=1时,CAS 作减法运算。逻辑结构图如图所示。不恢复余数阵列除法器的逻辑结构图 CAS 单元的输入与输出的关系可用如下一组逻辑方程来表示:Si=Ai⊕(Bi⊕P)⊕C,Ci+1=(Ai+Ci)·(Bi⊕P)+AiCi当P=0时,就是一个全加器,如下式:Si=Ai⊕Bi⊕Ci,Ci+1=AiBi+BiCi+AiCi当P=1时,则得求差公式:Si=Ai⊕非Bi⊕Ci,Ci+