ROM乘法器

最新推荐文章于 2023-12-19 23:52:23 发布

无用技术研究所

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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_44546360/article/details/89877820

基本算法

ROM乘法器的算法比较简单，即使用一个ROM保存乘法的结果，在需要运算的时候直接到相应的地址去查表即可。例如计算两个4位二进制数的乘法a*b，那么需要一个八位输入八位输出的ROM存储计算结果即可，其地址与存储数据的关系为：地址{a,b}（位拼接）存储a*b（例如地址为8'b00010010存储的结果就是0001*0001=8'b00000010）
这种情况下使用的ROM比较大，所以在时序要求不严格的时候可以用时钟换面积，例如对于8位*8位的ROM乘法器，我们将其拆成乘数1高4位，低4位和乘数2高4位低4位两两相乘。高四位和高四位相乘后结果向左位移4位，高四位和低四位相乘结果往左移2位，低四位和低四位相乘结果不变累加（就是手算乘法常用的套路）可得在四个（最少）时钟周期后得到结果，使用的ROM可由16*16降到4*4

单个ROM乘法器

Python生成器

单个ROM在Verilog中可以使用case语句模拟，手写这种重复化很高的case语句无疑是一种效率很低的方法，本次使用Python语句生成

class ROMGenerator(object):
    """docstring for ROMGenerator"""

    def __init__(self, Width):
        super(ROMGenerator, self).__init__()
        self.Width = Width

    def GeneratorROM(self, FileName):
        RomContent = ["""
module ROM_%s (
    input [%s:0]addr,
    output reg [%s:0]dout
);

always @(*) begin
    case(addr)\
""" % (self.Width, self.Width * 2 - 1, self.Width * 2 - 1)]
        for i in range(2 ** self.Width):
            for j in range(2 ** self.Width):
                RomContent.append(
                    "\t\t%s\'d%s:dout = %s\'d%s;" %
                    (2 * self.Width, i * (2 ** self.Width) + j,
                        2 * self.Width, i * j))
        RomContent.append("""\t\tdefault:dout = \'b0;
    endcase
end
endmodule
""")
        with open("./%s.v" % FileName, "w") as filepoint:
            filepoint.write("\n".join(RomContent))
        return "\n".join(RomContent)

if __name__ == '__main__':
    test = ROMGenerator(4)
    print(test.GeneratorROM("ROM_4"))

代码很简单，除了开头和结尾以外，就是对于批量化生成需要的\t\t%s\'d%s:dout = %s\'d%s;