FPGA乘法器毕业设计开题报告

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1、 毕业设计开题报告 学生姓名：学生姓名： XXX 学学 号：号： 专专 业：业： 电子信息科学与技术 设计题目：设计题目： 基于基于 FPGA 的乘法器的乘法器的设计的设计 班级班级 ： 指导教师：指导教师： XXX 2010 年 3 月 26 日 毕毕 业业 设设 计计 开开 题题 报报 告告 1本课题的研究意义，国内外研究现状、水平和发展趋势 研究意义研究意义 随着科技，信息化的快速发展。乘法器，它已经是现代计算机中必不 可少的一部分。 基于 fpga 的数字乘法器具有一般模拟乘法器所不能比拟的 精确、可靠性高、速度快等优点，在通信系统中的应用非常广泛，尤其是 在调制解调过程中，因此设计一

2、种符合要求的高性能数字乘法器就显得尤 为重要。乘法器是硬核处理器、滤波器、高性能微控制器等器件 中重要的运算部件之一。它能够提供强大的数学运算以进行实时性信号处 理。同时，高性能乘法除了直接用于运算单元外还在图像、语音、加密等 信号处理领域扮演着非常重要的角色。 通常的乘法计算方法是添加和位移的算法。在并行乘法器当中，相加 的部分乘积的数量是主要的参数。它决定了乘法器的性能。设计基于 FPGA 的乘法器的结构将大大大改善整个处理器系统的速度、面积和功耗等性能 指标。 在通信与信号处理系统中，乘法器是数字运算的重要单元，高性能乘 法器是完成稿性能实时数据和处理的关键，随着 FPGA 技术的发展，

3、FPGA 以其高度的灵活性和正在越来越多的替代 ASIC 和 DSP 用于信号处理的运 算， 然而常见的 FPGA 芯片一般不具有现成的乘法运算单元， 因而研究基于 FPGA 的乘法器的设计具有非常重要的意义。 国内外研究现状：国内外研究现状： 乘法器在当今数字信号处理以及其他诸多应用领域中起着十分重要的 作用。乘法器作为高性能微处理器，特别是数字信号处理器的关键组成部 件，一直是研究的热点。乘法运算一般可以分成三个阶段，第一阶段是部 分积阵列的产生，第二阶段是部分积的压缩处理，最后阶段是利用快速进 位传递加法器得出乘法运算结果。 当今，半导体市场格局已成三足鼎立之势，FPGA，ASIC 和

4、ASSP 三分天 下。市场统计数据表明，FPGA 已经逐步侵蚀 ASIC 和 ASSP 的传统市场，并 处于快速增长阶段。 FPGA 具有可重复编程、随时修改等独特优点，就与 FPGA 的乘法器只 需在 FPGA 开发系统上进行编程、修改，对小批量生产企鹅品种多的 ASIC 电路尤为方便，在产品竞争中可捷足先登，抢先占领市场，这在目前市场 竞争越来越激烈，新产品说我不断涌现的市场经济下是极为有利的，也是 FPGA 得到迅速发展的重要因素。 发展趋势：发展趋势： 随着科学技术的发展， 许多研究人员已经开始试图设计一类拥有更高 速率和低功耗，布局规律占用面积小，集成度高的乘法器。这样，就能让 它们

5、更加适用于高速率，低功耗的大规模集成电路的应用当中。FPGA 不断 向高集成度、大容量、高速、低功耗、低价位的方向发展，目前最高水平 的 FPGA 已采用 65nm、11 层铜布线，规模已达到 330 000 个逻辑单元（可 编程逻辑门约 660 万门）和 1 200 个用户 I/O，速度已达到 550MHz。FPGA 发展另一个值得注意的方向是 IP 的利用和可编程系统集成。 开发工具：开发工具： 课题的开发主要应用 FPGA 技术 ISE、ModelSim、ChipScope Pro 软件 XUP Virtex-II Pro 开发系统一套 毕毕 业业 设设 计计 开开 题题 报报 告告 2

6、本课题的基本内容，预计可能遇到的困难，提出解决问题的方法和措施 基本内容：基本内容： 本文介绍基于 FPGA 的乘法器的设计。说明了乘法器设计原理方法。从原理上来 说它属于组合逻辑电路范畴,但是从工程实际设计上来说,它往往是利用时序逻辑 设计的方法来实现,属于时序逻辑设计范畴。所以它的设计方法也有两种:组合逻 辑设计方法和时序逻辑设计方法。本次实验中我们就利用时序逻辑设计方法来设 计一个 16 位乘法器。本文中的被乘数和乘数都是无符号的整数，对于有符号数的 乘法，可以将符号与数据绝对值分开处理，即绝对值相乘，符号异或。并对乘法 器进行软件实现和时序仿真。 内容提纲：内容提纲： 前言部分：概述 FPGA 器件的应用状况和发展趋势 第一章：FPGA 简介 1.1 FPGA 的结构、优点 1.2 基于 FPGA 的数字系统设计流程 1.3 基于 FPGA 的数字调试系统、调试方法 1.4 实验平台开发选择、介绍 第二章：乘法器 2.1 乘法器应用场合 2.2 乘法器算法原理 2.3 乘法器结构 2.4 乘法器的各种设计方法分析 第三章：基于