基于verilog的浮点乘法器实现

好久不见，甚是想念。在后台看到好多朋友私信我各种问题，其中想白piao代码的居多，为了回馈大家，今天我就奉上一段代码，让大家随便使用，希望大家能顺利完成项目结束996。

//Single Precision//Copyright:hjdmodule multiplier（ input_a， input_b， input_a_stb， input_b_stb， output_z_ack， clk， rst， output_z， output_z_stb， input_a_ack， input_b_ack）;

input clk; input rst;

input ［31:0］ input_a; input input_a_stb; output input_a_ack;

input ［31:0］ input_b; input input_b_stb; output input_b_ack;

output ［31:0］ output_z; output output_z_stb; input output_z_ack;

reg s_output_z_stb; reg ［31:0］ s_output_z; reg s_input_a_ack; reg s_input_b_ack;

reg ［3:0］ state; parameter get_a = 4‘d0， get_b = 4’d1， unpack = 4‘d2， special_cases = 4’d3， normalise_a = 4‘d4， normalise_b = 4’d5， multiply_0 = 4‘d6， multiply_1 = 4’d7， normalise_1 = 4‘d8， normalise_2 = 4’d9， round = 4‘d10， pack = 4’d11， put_z = 4‘d12;

reg ［31:0］ a， b， z; reg ［23:0］ a_m， b_m， z_m; reg ［9:0］ a_e， b_e， z_e; reg a_s， b_s， z_s; reg guard， round_bit， sticky; reg ［47:0］ product;

always @（posedge clk） begin

case（state）

get_a： begin s_input_a_ack 《= 1; if （s_input_a_ack && input_a_stb） begin a 《= input_a; s_input_a_ack 《= 0; state 《= get_b; end end

get_b： begin s_input_b_ack 《= 1; if （s_input_b_ack && input_b_stb） begin b 《= input_b; s_input_b_ack 《= 0; state 《= unpack; end end

unpack： begin a_m 《= a［22 ： 0］; b_m 《= b［22 ： 0］; a_e 《= a［30 ： 23］ - 127; b_e 《= b［30 ： 23］ - 127; a_s 《= a［31］; b_s 《= b［31］; state 《= special_cases; end

special_cases： begin //if a is NaN or b is NaN return NaN if （（a_e == 128 && a_m ！= 0） || （b_e == 128 && b_m ！= 0）） begin z［31］ 《= 1; z［30:23］ 《= 255; z［22］ 《= 1; z［21:0］ 《= 0; state 《= put_z; //if a is inf return inf end else if （a_e == 128） begin z［31］ 《= a_s ^ b_s; z［30:23］ 《= 255; z［22:0］ 《= 0; //if b is zero return NaN if （（$signed（b_e） == -127） && （b_m == 0）） begin z［31］ 《= 1; z［30:23］ 《= 255; z［22］ 《= 1; z［21:0］ 《= 0; end state 《= put_z; //if b is inf return inf end else if （b_e == 128） begin z［31］ 《= a_s ^ b_s; z［30:23］ 《= 255; z［22:0］ 《= 0; //if a is zero return NaN if （（$signed（a_e） == -127） && （a_m == 0）） begin z［31］ 《= 1; z［30:23］ 《= 255; z［22］ 《= 1; z［21:0］ 《= 0; end state 《= put_z; //if a is zero return zero end else if （（$signed（a_e） == -127） && （a_m == 0）） begin z［31］ 《= a_s ^ b_s; z［30:23］ 《= 0; z［22:0］ 《= 0; state 《= put_z; //if b is zero return zero end else if （（$signed（b_e） == -127） && （b_m == 0）） begin z［31］ 《= a_s ^ b_s; z［30:23］ 《= 0; z［22:0］ 《= 0; state 《= put_z; end else begin //Denormalised Number if （$signed（a_e） == -127） begin a_e 《= -126; end else begin a_m［23］ 《= 1; end //Denormalised Number if （$signed（b_e） == -127） begin b_e 《= -126; end else begin b_m［23］ 《= 1; end state 《= normalise_a; end end

normalise_a： begin if （a_m［23］） begin state 《= normalise_b; end else begin a_m 《= a_m 《《 1; a_e 《= a_e - 1; end end

normalise_b： begin if （b_m［23］） begin state 《= multiply_0; end else begin b_m 《= b_m 《《 1; b_e 《= b_e - 1; end end

multiply_0： begin z_s 《= a_s ^ b_s; z_e 《= a_e + b_e + 1; product 《= a_m * b_m; state 《= multiply_1; end

multiply_1： begin z_m 《= product［47:24］; guard 《= product［23］; round_bit 《= product［22］; sticky 《= （product［21:0］ ！= 0）; state 《= normalise_1; end

normalise_1： begin if （z_m［23］ == 0） begin z_e 《= z_e - 1; z_m 《= z_m 《《 1; z_m［0］ 《= guard; guard 《= round_bit; round_bit 《= 0; end else begin state 《= normalise_2; end end

normalise_2： begin if （$signed（z_e） 《 -126） begin z_e 《= z_e + 1; z_m 《= z_m 》》 1; guard 《= z_m［0］; round_bit 《= guard; sticky 《= sticky | round_bit; end else begin state 《= round; end end

round： begin if （guard && （round_bit | sticky | z_m［0］）） begin z_m 《= z_m + 1; if （z_m == 24’hffffff） begin z_e 《=z_e + 1; end end state 《= pack; end

pack： begin z［22 ： 0］ 《= z_m［22:0］; z［30 ： 23］ 《= z_e［7:0］ + 127; z［31］ 《= z_s; if （$signed（z_e） == -126 && z_m［23］ == 0） begin z［30 ： 23］ 《= 0; end //if overflow occurs， return inf if （$signed（z_e） 》 127） begin z［22 ： 0］ 《= 0; z［30 ： 23］ 《= 255; z［31］ 《= z_s; end state 《= put_z; end

put_z： begin s_output_z_stb 《= 1; s_output_z 《= z; if （s_output_z_stb && output_z_ack） begin s_output_z_stb 《= 0; state 《= get_a; end end

endcase

if （rst == 1） begin state 《= get_a; s_input_a_ack 《= 0; s_input_b_ack 《= 0; s_output_z_stb 《= 0; end

end assign input_a_ack = s_input_a_ack; assign input_b_ack = s_input_b_ack; assign output_z_stb = s_output_z_stb; assign output_z = s_output_z;

endmodule

是不是觉得很复杂？代码非常古老？是的，这是我n年前写的压箱底的东西，但是还是可以正确使用的，上一次更新是在今年4月左右吧，毕竟浮点乘法并不难，浮点加法才是让人掉头发。如果发现bug请私信或留言。还有小朋友问：test bentch呢？？当然是，下次一定。

编辑：jq