四位二进制除法器

李振礼 1111082008

1、设计方法

采用移位相减法设计二进制除法器：被除数和除数都是二进制数，采用将除数移位的方法。1）判断除数和被除数是否为零：如果除数为零，返回等待；如果被除数为零，则商和余数都为零。2）被除数和除数都不为零时，判断被除数和除数的大小：如果除数大于被除数，则商为零，余数等于被除数；如果除数小于等于被除数，则对除数进行移位，第一次移位使被除数的最高位和除数的最低位对齐。然后对移位后的除数和被除数进行判断：如果被除数大于等于除数，则用被除数减去除数，并将所得结果做为新的被除数；如果被除数小于除数，则将除数在第一次移位的基础上右移一位，在对被除数和除数进行判断，根据被除数和除数的大小关系进行类似的操作。

2、算法流程图

图中：被除数和除数分别放在A、B中，商和余数分别放在S、和Y中，C作为移位计数器

3、VHDL程序代码：

library ieee;

use ieee.std_logic_11.all;

use ieee.std_logic_arith.all;

use ieee.std_logic_unsigned.all;   ---打开可能用到的库

entity dedect1 is 

   port(A,B:in std_logic_vector(3 downto 0);

        S,Y:out std_logic_vector(3 downto 0));

end entity dedect1;                  ----四位二进制除法器实体定义

architecture behv of dedect1 is

   begin

s1:process(A,B)                    ---进程开始敏感信号A、B

   variable tmpa,tmpb:std_logic_vector(7 downto 0);--中间变量定义

   variable tmpc:std_logic_vector(3 downto 0);

   begin

   tmpa:="00000000";

   tmpb:="00000000";

   tmpc:="0000";               ---中间变量初始化

if(B>"0000")then         ---B不为零（除数不为零）

if(A>"0000")then       ----A不为零（被除数不为零）

if(A>B)then        ----被除数大于除数时

              tmpa(3 downto 0):=A;     -----以下四条If语句完成求满足以上

              tmpb(6 downto 3):=B; ---三个条件时被除数除以除数的商和余数

if(tmpa>=tmpb)then

                   tmpa:=tmpa-tmpb;

                   tmpc(3):='1';

                else 

                   tmpc(3):='0';

                end if;

              tmpb(5 downto 2):=B;

              tmpb(6):='0';

if(tmpa>=tmpb)then

                   tmpa:=tmpa-tmpb;

                   tmpc(2):='1';

               else

                   tmpc(2):='0';

               end if;

               tmpb(4 downto 1):=B;

               tmpb(5):='0';

if(tmpa>=tmpb)then

                   tmpa:=tmpa-tmpb;

                   tmpc(1):='1';

              else

                   tmpc(1):='0';

              end if;

               tmpb(3 downto 0):=B;

               tmpb(4):='0';

if(tmpa>=tmpb)then

                   tmpa:=tmpa-tmpb;

                   tmpc(0):='1';

              else

                   tmpc(0):='0';

              end if;                             

Y<=tmpa(3 downto 0);

S<=tmpc;

            elsif(A=B)then         ---------被除数等于除数

S<="0001";

Y<="0000";

          else 

S<="0000";             ---------被除数小于除数

Y<=A;

          end if;

       else                           ----被除数为零时

S<="0000";

Y<="0000";

       end if;

     else                               ---------除数为零时

S<="ZZZZ";

Y<="ZZZZ";

    end if;

  end process;                           ---进程结束

end architecture behv;       

4、仿真结果：

图中：A、B、S、Y分别是被除数、除数、商和余数。

被除数为零时，除数为零和不为零时的商和余数；

被除数不为零时，除数为零和不为零时的商和余数；

被除数等于除数，大于除数及小于除数时的商和余数；