以下是一个简单的布斯乘法器的VHDL代码示例:
library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
entity Booth_Multiplier is
Port ( clk : in STD_LOGIC;
reset : in STD_LOGIC;
x, y : in STD_LOGIC_VECTOR(3 downto 0);
product : out STD_LOGIC_VECTOR(7 downto 0));
end Booth_Multiplier;
architecture Behavioral of Booth_Multiplier is
signal X_reg, Y_reg : STD_LOGIC_VECTOR(3 downto 0);
signal P_reg : STD_LOGIC_VECTOR(7 downto 0);
signal count : integer range 0 to 3;
signal add_sub : STD_LOGIC;
signal shift_out : STD_LOGIC;
begin
process (clk, reset)
begin
if reset = '1' then
X_reg <= (others => '0');
Y_reg <= (others => '0');
P_reg <= (others => '0');
count <= 0;
add_sub <= '0';
shift_out <= '0';
elsif rising_edge(clk) then
if count = 0 then
X_reg <= x;
Y_reg <= y;
count <= 1;
elsif count = 1 then
if Y_reg(0) = '0' and Y_reg(3 downto 1) = "011" then
P_reg <= P_reg + X_reg;
elsif Y_reg(0) = '1' and Y_reg(3 downto 1) = "100" then
P_reg <= P_reg - X_reg;
end if;
X_reg <= X_reg(3) & X_reg(3 downto 1);
Y_reg <= '0' & Y_reg(3 downto 1);
count <= 2;
elsif count = 2 then
X_reg <= X_reg(3) & X_reg(3 downto 1);
Y_reg <= Y_reg(3) & Y_reg(3 downto 1);
count <= 3;
elsif count = 3 then
if P_reg(0) = '1' then
P_reg <= P_reg + Y_reg;
end if;
P_reg <= P_reg(7) & P_reg(7 downto 1);
count <= 0;
end if;
end if;
end process;
product <= P_reg;
end Behavioral;
此代码实现了一个4位布斯乘法器,使用了一个时钟信号(clk)和一个复位信号(reset)来控制乘法器的行为。输入信号x和y是4位的二进制数字,输出信号product是8位的二进制乘积。
在process块中,根据计数器(count)的值,乘法器执行不同的操作。在每个时钟周期中,乘法器判断计数器的值,并根据布斯算法更新寄存器的值。最后,乘积(P_reg)通过输出端口传递给外部电路。
请注意,这只是一个简单的示例,实际的布斯乘法器可能需要更复杂的逻辑来处理更大的数字和更多的位数。