实现算法
基于减法的除法器的算法:
对于32的无符号除法,被除数a除以除数b,他们的商和余数一定不会超过32位。首先将a转换成高32位为0,低32位为a的temp_a。把b转换成高32位为b,低32位为0的temp_b。在每个周期开始时,先将temp_a左移一位,末尾补0,然后与b比较,是否大于b,是则temp_a减去temp_b将且加上1,否则继续往下执行。上面的移位、比较和减法(视具体情况而定)要执行32次,执行结束后temp_a的高32位即为余数,低32位即为商。
verilog HDL代码
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print?
-
/*
-
* module:div_rill
-
* file name:div_rill.v
-
* syn:yes
-
* author:network
-
* modify:rill
-
* date:2012-09-07
-
*/
-
-
module div_rill
-
(
-
input[31:0] a,
-
input[31:0] b,
-
-
output reg [31:0] yshang,
-
output reg [31:0] yyushu
-
);
-
-
reg[31:0] tempa;
-
reg[31:0] tempb;
-
reg[63:0] temp_a;
-
reg[63:0] temp_b;
-
-
integer i;
-
-
always @(a or b)
-
begin
-
tempa <= a;
-
tempb <= b;
-
end
-
-
always @(tempa or tempb)
-
begin
-
temp_a = {32'h00000000,tempa};
-
temp_b = {tempb,32'h00000000};
-
for(i = 0;i < 32;i = i + 1)
-
begin
-
temp_a = {temp_a[62:0],1'b0};
-
if(temp_a[63:32] >= tempb)
-
temp_a = temp_a - temp_b + 1'b1;
-
else
-
temp_a = temp_a;
-
end
-
-
yshang <= temp_a[31:0];
-
yyushu <= temp_a[63:32];
-
end
-
-
endmodule
-
-
/*************** EOF ******************/
改进
1,将组合逻辑改成时序逻辑,用32个clk实现计算。
2,计算位宽可以配置,具有扩展性。
附录:算法推倒(非原创):
假设4bit的两数相除 a/b,商和余数最多只有4位 (假设1101/0010也就是13除以2得6余1)
我们先自己做二进制除法,则首先看a的MSB,若比除数小则看前两位,大则减除数,然后看余数,以此类推直到最后看到LSB;而上述算法道理一样,a左移进前四位目的就在于从a本身的MSB开始看起,移4次则是看到LSB为止,期间若比除数大,则减去除数,注意减完以后正是此时所剩的余数。而商呢则加到了这个数的末尾,因为只要比除数大,商就是1,而商0则是直接左移了,因为会自动补0。这里比较巧因为商可以随此时的a继续左移,然后新的商会继续加到末尾。经过比对会发现移4位后左右两边分别就是余数和商。
画个简单的图:

1,改成clk方式。
2,添加clk,50MHz。
3, 添加rst,同步复位。
4,添加calc_done,指示计算完成,高有效。
3.1 模块代码
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print?
-
/*
-
* module:div_rill
-
* file name:div_rill.v
-
* syn:yes
-
* author:network
-
* modify:rill
-
* date:2012-09-10
-
*/
-
-
module div_rill
-
(
-
input clk,
-
input rst,
-
input[31:0] a,
-
input[31:0] b,
-
-
output reg [31:0] yshang,
-
output reg [31:0] yyushu,
-
output reg calc_done
-
);
-
-
reg[31:0] tempa;
-
reg[31:0] tempb;
-
reg[63:0] temp_a;
-
reg[63:0] temp_b;
-
-
reg [5:0] counter;
-
-
always @(a or b)
-
begin
-
tempa <= a;
-
tempb <= b;
-
end
-
-
always @(posedge clk)
-
begin
-
if(!rst)
-
begin
-
temp_a <= 64'h0000_0000_0000_0000;
-
temp_b <= 64'h0000_0000_0000_0000;
-
calc_done <= 1'b0;
-
end
-
else
-
begin
-
if(counter <= 31)
-
begin
-
temp_a <= {temp_a[62:0],1'b0};
-
if(temp_a[63:32] >= tempb)
-
begin
-
temp_a <= temp_a - temp_b + 1'b1;
-
end
-
else
-
begin
-
temp_a <= temp_a;
-
end
-
-
counter <= counter + 1;
-
calc_done <= 1'b0;
-
end
-
else
-
begin
-
counter <= 0;
-
calc_done <= 1'b1;
-
temp_a <= {32'h00000000,tempa};
-
temp_b <= {tempb,32'h00000000};
-
yshang <= temp_a[31:0];
-
yyushu <= temp_a[63:32];
-
end
-
-
-
end
-
-
end
-
-
endmodule
-
-
/*************** EOF ******************/