https://github.com/jorgeloopzz/multiplier

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de10-lite digital-electronics electronics modelsim quartus ulpgc vhdl

Last synced: 18 days ago
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• Host: GitHub
• URL: https://github.com/jorgeloopzz/multiplier
• Owner: jorgeloopzz
• Created: 2024-01-06T13:16:11.000Z (12 months ago)
• Default Branch: main
• Last Pushed: 2024-12-01T21:33:21.000Z (about 1 month ago)
• Last Synced: 2024-12-01T22:29:03.363Z (about 1 month ago)
• Topics: de10-lite, digital-electronics, electronics, modelsim, quartus, ulpgc, vhdl
• Language: VHDL
• Homepage: https://www.iuma.ulpgc.es/roberto/ed/Trabajos_Asignatura/T1_multiplicador/trabajo-multiplicador.html
• Size: 984 KB
• Stars: 0
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• Metadata Files:
  • Readme: README.es.md

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README

        



   

    Multiplicador serie

  



- [🎯 Objetivos](https://github.com/jorgeloopzz/Multipliier#-objetivos)

- [✖️ Proceso de la multiplicación](https://github.com/jorgeloopzz/Multipliier#%EF%B8%8F-proceso-de-la-multiplicaci%C3%B3n)

- [📓 Definición del data-path](https://github.com/jorgeloopzz/Multipliier#-definici%C3%B3n-del-data-path)

  - [🔢 Contador](https://github.com/jorgeloopzz/Multipliier#-contador)

- [🕹️ Definición de la unidad de control](https://github.com/jorgeloopzz/Multipliier#%EF%B8%8F-definici%C3%B3n-de-la-unidad-de-control)

- [🔲 Esquema general del multiplicador](https://github.com/jorgeloopzz/Multipliier#-esquema-general-del-multiplicador)

- [🛠️ Implementación en la placa](https://github.com/jorgeloopzz/Multipliier#%EF%B8%8F-implementaci%C3%B3n-en-la-placa)

 

# 🎯 Objetivos

El objetivo general de este proyecto es la realización de un multiplicador serie e implementarlo en la tarjeta DE10-Lite. El multiplicador tomará dos datos de 4 bits (X e Y) y los multiplicará.

 

# ✖️ Proceso de la multiplicación

El resultado estará formado por una "parte alta" y una "parte baja" de 4 bits, la unión de ambas partes será el número final. Para llegar a dicho valor, se emplea el siguiente algoritmo:

- Al iniciar la operación, a la parte alta se le asigna 0 y a la parte baja el valor de Y.

- Si el bit menos significativo de la parte baja es 0, se realiza un desplazamiento a la derecha de la parte alta añadiendo un 0 al principio, quedando al final un número de 5 bits.

- En caso contrario, se realiza la misma operación, pero a la parte alta se le suma el valor de X.

- Este algoritmo hay que hacerlo un total de 4 veces (sin contar la inicialización) y es realizado por la **ALU**.



 

# 📓 Definición del data-path

El circuito para implementar esas operaciones estará formado por 2 registros que almacenen X y el resultado final, la unidad aritmético lógica y 2 multiplexores que unirán parte alta y baja, formando el siguiente diagrama de bloques:

 



## 🔢 Contador

¿Y cómo controlamos los pasos que tiene que hacer el data-path? El final de la multiplicación se maneja mediante una señal de salida _done_ que se pone a 1 cuando acaba. En la [descripición VHDL](https://github.com/jorgeloopzz/Multipliier/blob/main/quartus/multiplier_datapath.vhd) hay que añadir un [contador](https://github.com/jorgeloopzz/Multipliier/blob/main/quartus/contador_k.vhd) no mostrado en la imagen. Este contador ya viene definido para que cuenta hasta 4, por lo que conectamos su RCO, _fin_cuenta_, a la señal de salida para que se ponga a 1 cuando termine de contar.

 

# 🕹️ Definición de la unidad de control

La unidad de control del multiplicador se realizará mediante una MEF que siga el siguiente diagrama de estados:

 



Esta genera las señales por las que se inicia el producto (**inicio**) y se empieza el proceso de multiplicación (**enable**). El contador mencionado antes, empieza a contar en el estado de **mult**, por lo tanto, su _enable_ debe estar a 1 cuando cuando **inicio** y **enable** tienen los valores correspondientes.

 

# 🔲 Esquema general del multiplicador

El circuito multiplicador estará constituido por la unidad de control y por la unidad de data-path, según se muestra en la siguiente imagen:

 



 

# 🛠️ Implementación en la placa

Añadiremos la carpeta utils-display al proyecto, que contiene los archivos para representar los datos en BCD. Declaramos `TrabajoPR1_multiplicador.vhd` como top-level entity, que define los leds que deben encenderse en la placa. Luego haremos la asignación de pines importando el fichero `TrabajoPR1_multiplicador.qsf`, es importante que se encuentre dentro de la carpeta de trabajo. La conexión de los pines se muestra en la siguiente imagen:

 



 

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