目前,，軟件方面主要是通過減法算法來實(shí)現(xiàn)除法運(yùn)算，把被除數(shù)作為被減數(shù)，除數(shù)作為減數(shù),，作減法,，直到被減數(shù)小于減數(shù)為止，記錄能夠相減的次數(shù)即得到商的整數(shù)部分,。將所得的余數(shù)乘以10作為被減數(shù),，除數(shù)作為減數(shù)，作減法,，差重新置入被減數(shù),，反復(fù)相減，直到被減數(shù)小于減數(shù)為止,，記錄能夠相減的次數(shù)即得到商的十分位數(shù)值,。依此繼續(xù)下去，可得到商的百分位數(shù)值,，千分位數(shù)值,，……，要精確到哪一位,，就依次做到哪一位,。此方法的缺點(diǎn)是速度慢，而且最后一位的精度不高,，為了克服以上的缺點(diǎn),，這里設(shè)計(jì)一種算法在軟件上改進(jìn)了除法器運(yùn)算的準(zhǔn)確性和處理速度。

 

　　1 設(shè)計(jì)方法

　　對(duì)于任意給定的兩個(gè)整數(shù)fenzi和fenmu,，設(shè)fenzi為被除數(shù),，fenmu為除數(shù)。為了得到兩個(gè)數(shù)相除的十進(jìn)制結(jié)果,，本設(shè)計(jì)主要通過下面的算法來實(shí)現(xiàn),，假如要保留小數(shù)點(diǎn)后面的n位有效數(shù)字，首先把fenzi乘以10的n次方,，賦值給寄存器變量dataO,；接著把fenmu分別乘以10的(n+m)，(n+m一1),，(n+m一2)，…,，1,，O次方分別賦值給(n+m+1)個(gè)不同的變量data(n+m+1)，data(n+m),，…,，datal，其中m是fenzi和fenmu的位數(shù)之差(當(dāng)fenzi的位數(shù)多于fenmu時(shí)，m為正,，否則為負(fù)),；先求出商的最高位的值，如果dataO大于data(n+m+1),，則計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1,，再把dataO和data(n+m+1)的差值賦給data0，再相減直到data0的值小于data(n+m+1),，此時(shí)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值就是最高位的值,；依此用同樣的方法繼續(xù)下去，就可得到各個(gè)位上的值,。對(duì)最后一位進(jìn)行四舍五入處理,，當(dāng)相減后的dataO<datal時(shí)，再通過比較dataO*2是否大于datal,，如果大于datal,，則最后一位計(jì)數(shù)器的值加1，否則不變,，最后把得到的整體值除以10的n次方,，也就是小數(shù)點(diǎn)往左移動(dòng)n位。傳統(tǒng)除法算法由于采用多次相減的過程來實(shí)現(xiàn),，相減的過程耗費(fèi)了大量時(shí)鐘脈沖,，而且對(duì)運(yùn)算結(jié)果的最后一位沒有進(jìn)行處理；而本設(shè)計(jì)是通過采用位擴(kuò)展使除數(shù)和被除數(shù)位數(shù)相同,，進(jìn)而對(duì)每一位進(jìn)行分開處理,，減少了做減法運(yùn)算的次數(shù)，從而提高運(yùn)算速度,；同時(shí)采用四舍五入的方法對(duì)運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行處理,，提高準(zhǔn)確性。上面算法是一種順序方式,，用Verilog硬件描述語(yǔ)言很容易實(shí)現(xiàn),，圖1為流程圖，其中假定fenzi為3位的整數(shù),，fenmu為2位的整數(shù),，除法運(yùn)算精確到百分位。

　　2 仿真結(jié)果及分析

　　對(duì)上述的流程圖用Verilog描述語(yǔ)言編程,，在Ca—dence的NC—Verilog仿真器下仿真,，設(shè)輸入的Ienzi和fenmu的值分別為128和11，仿真波形如圖2所示,。

　　從圖2的波形可以看出,，輸出結(jié)果為1 164,，除法運(yùn)算要精確到百分位，所以往左移動(dòng)2位,，其最終的值為11．64,，而實(shí)際的值為11．636 36……，經(jīng)過四舍五入得到的結(jié)果完成正確,。從仿真時(shí)間來看,，對(duì)于相同的數(shù)值輸入，本設(shè)計(jì)只用了12個(gè)脈沖,，而普通除法器至少需要20個(gè)脈沖(128／11=11余7,，70／11=*，40／11=3余7,，1l+6+3=20),，相比之下本設(shè)計(jì)的除法算法有很大的優(yōu)勢(shì)。

 

　　然而對(duì)于兩個(gè)位數(shù)相差很大的數(shù)相除,，則本設(shè)計(jì)的速度優(yōu)勢(shì)更加的明顯,，本設(shè)計(jì)每一位的運(yùn)行時(shí)間都不會(huì)超過9個(gè)時(shí)鐘脈沖，因此進(jìn)行,，z位計(jì)算的總脈沖也不會(huì)超過9n個(gè),，而傳統(tǒng)的除法運(yùn)算需要多個(gè)時(shí)鐘脈沖，一般會(huì)是本設(shè)計(jì)時(shí)鐘脈沖的數(shù)倍,。該算法同樣適合小數(shù)的運(yùn)算,，只要把小數(shù)化成整數(shù)，再做同樣的處理,，就可以得到精確的結(jié)果,。

 

　　3 結(jié) 語(yǔ)

 

　　通過對(duì)除法器算法的改進(jìn)，用四舍五入的方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,，使得到的結(jié)果準(zhǔn)確性有了進(jìn)一步的提高,；運(yùn)用移位、循環(huán)減法,，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速運(yùn)算,，并能任意設(shè)定計(jì)算的精度。運(yùn)用此方法在軟件方面設(shè)計(jì)除法器對(duì)速度和準(zhǔn)確性的提高有積極意義,。