lab-04: gate level model for 32-bit signed multiplier
Gate level implementation for the following components: - MULT32_U - MULT32 - MUX32_2x1
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597e245641
commit
5a4b5a312a
@ -36,6 +36,8 @@ A=10; B=20; // Y = 10 * 20 = 200
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#1 result[i] = {HI,LO}; i=i+1;
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#1 result[i] = {HI,LO}; i=i+1;
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#1 A=10; B=19; // Y = 10 * 19 = 190
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#1 A=10; B=19; // Y = 10 * 19 = 190
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#1 result[i] = {HI,LO}; i=i+1;
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#1 result[i] = {HI,LO}; i=i+1;
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#1 A=32'h00d96027; B=32'h7c32b43c; // Y = 0x0d96027 * 0x7c32b43c = 0x 006975a0 b62bf524
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#1 result[i] = {HI,LO}; i=i+1;
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||||||
#1 A=32'h70000000; B=32'h70000000;
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#1 A=32'h70000000; B=32'h70000000;
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||||||
#1 result[i] = {HI,LO}; i=i+1;
|
#1 result[i] = {HI,LO}; i=i+1;
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#1
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#1
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@ -80,3 +80,19 @@ generate
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end
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end
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endgenerate
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endgenerate
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endmodule
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endmodule
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// 32-bit buffer
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module BUF32_1x1(Y,A);
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//output
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output [31:0] Y;
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//input
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input [31:0] A;
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genvar i;
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generate
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for (i = 0; i < 32; i = i + 1)
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begin : buf32_gen_loop
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buf buf32_inst(Y[i], A[i]);
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end
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endgenerate
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endmodule
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53
mult.v
53
mult.v
@ -27,7 +27,25 @@ output [31:0] LO;
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input [31:0] A;
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input [31:0] A;
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input [31:0] B;
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input [31:0] B;
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// TBD
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wire [31:0] A_neg, B_neg;
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TWOSCOMP32 A_twoscomp(A_neg, A);
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TWOSCOMP32 B_twoscomp(B_neg, B);
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wire [31:0] A_abs, B_abs;
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MUX32_2x1 A_mux(A_abs, A, A_neg, A[31]);
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MUX32_2x1 B_mux(B_abs, B, B_neg, B[31]);
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wire [31:0] HI_abs, LO_abs;
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MULT32_U mult_abs(HI_abs, LO_abs, A_abs, B_abs);
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wire [31:0] HI_neg, LO_neg;
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TWOSCOMP64 mult_neg({HI_neg,LO_neg}, {HI_abs,LO_abs});
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wire sign;
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xor (sign, A[31], B[31]);
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MUX32_2x1 HI_mux(HI, HI_abs, HI_neg, sign);
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MUX32_2x1 LO_mux(LO, LO_abs, LO_neg, sign);
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endmodule
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endmodule
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@ -39,6 +57,37 @@ output [31:0] LO;
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input [31:0] A;
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input [31:0] A;
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input [31:0] B;
|
input [31:0] B;
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// TBD
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// partial sums
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wire [31:0] Y [31:0];
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// first partial is just
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AND32_2x1 partial_1(Y[0], A, {32{B[0]}});
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// put lowest bit from first partial into result
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buf (LO[0], Y[0][0]);
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// carries from partial adders
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wire CI[31:0];
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// first carry is always 0
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buf (CI[0], 0);
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genvar i;
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generate
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for (i = 0; i < 31; i = i + 1)
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begin : mult32u_gen_loop
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// multiply A by a single digit in B
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wire [31:0] A_and;
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AND32_2x1 partial_and_inst(A_and, A, {32{B[i+1]}});
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// calc the next partial and carry (i + 1)
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RC_ADD_SUB_32 partial_add_inst(.Y(Y[i+1]), .CO(CI[i+1]), .A(A_and), .B({CI[i],Y[i][31:1]}), .SnA(1'b0));
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// put lowest bit from calc into result
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||||||
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buf (LO[i+1], Y[i+1][0]);
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|
end
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endgenerate
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// last carry and partial is HI
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BUF32_1x1 buf_hi(HI, {CI[31],Y[31][31:1]});
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endmodule
|
endmodule
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20
mux.v
20
mux.v
@ -102,7 +102,20 @@ input [31:0] I0;
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input [31:0] I1;
|
input [31:0] I1;
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input S;
|
input S;
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// TBD
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// only need 1 not gate
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not (S_not, S);
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wire [31:0] x0, x1;
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genvar i;
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generate
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for (i = 0; i < 32; i = i + 1)
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begin : mux32_gen_loop
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and (x0[i], S_not, I0[i]);
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and (x1[i], S, I1[i]);
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or (Y[i], x0[i], x1[i]);
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|
end
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endgenerate
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||||||
endmodule
|
endmodule
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@ -113,6 +126,9 @@ output Y;
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//input list
|
//input list
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input I0, I1, S;
|
input I0, I1, S;
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// TBD
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not (S_not, S);
|
||||||
|
and (x0, S_not, I0);
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||||||
|
and (x1, S, I1);
|
||||||
|
or (Y, x0, x1);
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||||||
|
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||||||
endmodule
|
endmodule
|
||||||
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