數(shù)字電路中小數(shù)的操作

　　簡介：在數(shù)字電路的運(yùn)算中，沒有小數(shù)點(diǎn)概念的，小數(shù)你知道在哪個(gè)位置，但是電路不知道小數(shù)點(diǎn)的位置，所以你要想法讓電路在不知道小數(shù)點(diǎn)的情況下仍然能夠運(yùn)算出你想要的結(jié)果。這里就要進(jìn)行小數(shù)點(diǎn)對齊。

　　1,小數(shù)的運(yùn)算

　　在數(shù)字電路的運(yùn)算中，沒有小數(shù)點(diǎn)概念的，小數(shù)你知道在哪個(gè)位置，但是電路不知道小數(shù)點(diǎn)的位置，所以你要想法讓電路在不知道小數(shù)點(diǎn)的情況下仍然能夠運(yùn)算出你想要的結(jié)果。這里就要進(jìn)行小數(shù)點(diǎn)對齊。

　　舉例說明：

　　兩個(gè)無符號小數(shù)：a3a2a1a0.a-1a-2

　　b3b2b1b0.b-1b-2b-3

　　其中a有6bits，其中4位為整數(shù)，2位為小數(shù)，而b有4bits整數(shù)，3bits小數(shù)，這個(gè)小數(shù)點(diǎn)是認(rèn)為點(diǎn)的。

　　比如說我要做兩者的乘法，那么應(yīng)該怎么做呢?

　　從理論上來說a*b的結(jié)果有13bits，其中8bits整數(shù)，5bits小數(shù)

　　結(jié)果是：c7c6c5c4c3c2c1c0.c-1c-2c-3c-4c-5

　　一個(gè)減數(shù)為d3d2d1d0.d-1d-2,要從c中減去，應(yīng)該如何操作呢?

　　f=a*b - c

　　a*b的結(jié)果是8bits整數(shù)，5bits小數(shù)，而d為4bits整數(shù)，2bits小數(shù)，

　　如果在rtl描述中，直接寫成

　　f = c-d;

　　那么結(jié)果就變成：

　　c7c6c5c4c3c2c1c0.c-1c-2c-3c-4c-5

　　- d3d2d1d0.d-1d-2

　　很顯然得出的結(jié)果是錯(cuò)誤的，正確的結(jié)果應(yīng)該是：

　　c7c6c5c4c3c2c1c0.c-1c-2c-3c-4c-5

　　- d3d2d1d0.d-1d-2 00 0

　　也就是(沒有小數(shù)點(diǎn)了)

　　c7c6c5c4c3c2c1c0c-1c-2c-3c-4c-5

　　- d3d2d1d0d-1d-2 00 0

　　很明顯需要將減數(shù)左移3位將其小數(shù)點(diǎn)和被減數(shù)對齊。

　　這樣得到的結(jié)果就是8bits整數(shù)，和5bits小數(shù)。

　　當(dāng)然也可以將c右移3位，這樣就損失了精度。得到結(jié)果是6bits整數(shù)和2bits小數(shù)。小數(shù)點(diǎn)的位置你自己是知道的。

　　所以如果要RTL描述的話需要如下：

　　wire [5:0] a;

　　wire [6:0] b;

　　wire [12:0] mul_result;

　　assign mul_result = a *b;

　　wire [13:0] result;

　　assign result = mul_result - {5'b0,d,3'b0}

　　這樣得到的結(jié)果就是9bits整數(shù)，和5bits小數(shù)。