使用FPGA实现除法器

介绍

除法都已经很熟悉了。这里我主要是使用fpga来实现一下除法器的功能。我这里使用的算法是,首先将除数进行左移n位,如果被除数比左移后的除数还要大,说明商的第n位是1,大家可以理解或者验证一下。


设计文件

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
entity divider is
    generic(n : integer := 3);
    port( a,b : in integer range 0 to 15;
            quo : out std_logic_vector (3 downto 0);
            remain : out integer range 0 to 15;
            err : out std_logic);
end entity;
architecture behavior of divider is 
begin 
    process(a,b)
        variable temp1 : integer range 0 to 15;
        variable temp2 : integer range 0 to 15;
    begin 
        temp1 := a;
        temp2 := b;
        if(b=0)then 
            err <= '1';
        else
            err <= '0';
        end if;
        for i in n downto 0 loop
            if(temp1 >= temp2*2**i) then
                quo(i) <= '1';
                temp1 := temp1 - temp2*2**i;
            else 
                quo(i) <= '0';
                temp1 := temp1;
            end if;
        end loop;
        remain <= temp1;
    end process;
end architecture;


测试文件

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
entity tb_divider is
    generic(n : integer := 3);
    
end entity;
architecture behavior of tb_divider is 
    component divider is
        port( a,b : in integer range 0 to 15;
                quo : out std_logic_vector (3 downto 0);
                remain : out integer range 0 to 15;
                err : out std_logic);
    end component;
    signal a,b,remain : integer range 0 to 15;
    signal quo : std_logic_vector (3 downto 0);
    signal err : std_logic;
begin
    dut : divider
    port map(a,b,quo,remain,err);
    process
        begin
        a <= 8;
        b <= 5;
        wait for 20ns;
        b <= 0;
        wait for 20ns;
        a <= 13;
        b <= 2;
        wait for 20ns;
    end process;
end architecture;


仿真结果


结语

从仿真的结果中可以看出,我添加了err信号用来判断除数是否为0,如果除数为0,那么err信号就输出高电平。

有什么问题大家留言吧。

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