表3.1-CS1804-U201814755-彭子晨1
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2022-08-08
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实验三：无符号数的乘法器设计
1. 实验名称
无符号数的乘法器的设计。
2. 实验目的
要求使用合适的逻辑电路的设计方法，通过工具软件 Logisim 进行无符号数
的乘法器的设计和验证，记录实验结果，验证设计是否达到要求。
通过无符号数的乘法器的设计、仿真、验证 3 个训练过程，使学生掌握数字
逻辑电路的设计、仿真、调试的方法。
3．实验所用设备
Logisim2.7.1 软件 1 套，微型计算机 1 台。
4．课时
课内 4 个课时，课外 4 个课时。
5．实验内容
（1）四位乘法器设计
四位乘法器 Mul44 实现两个无符号的 4 位二进制数的乘法运算，其结构框
图如图 3.1 所示。设被乘数为 b(3:0)，乘数为 a(3:0)，乘积需要 8 位二进制数表示，
乘积为 p(7:0)。
图 3.1 四位乘法器结构框图
四位乘法器运算可以用 4 个相同的模块串接而成，其内部结构如图 3.2 所示。
每个模块均包含一个加法器、一个 2 选 1 多路选择器和一个移位器 shl。
图 3.2 中数据通路上的数据位宽都为 8，确保两个 4 位二进制数的乘积不会
发生溢出。shl 是左移一位的操作，在这里可以不用逻辑器件来实现，而仅通过
数据连线的改变就可实现。
（2）324 乘法器设计
324 乘法器 Mul324 实现一个无符号的 32 位二进制数和一个无符号的 4
位二进制数的乘法运算，其结构框图如图 3.3 所示。设被乘数为 b(31:0)，乘数为
a(3:0)，乘积用 64 位二进制数表示，乘积为 p(63:0)。
Mul44
a(3:0)
b(3:0)
p(7:0)
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