32位浮点数加法的VerilogHDL实现

古城微笑少年丶 2022-04-01 03:20 314阅读 0赞

module floatadd(ix, iy, clk, a\_en, ost,oz);

//32位浮点加 ix+iy=oz

// 最高位第31位为符号位，第30~23位为偏移码（阶码），第22~0位为尾数（23位）=32位浮点数

//ix=xm\*2^xe iy=ym\*2^ye

input ix, iy, clk, a\_en; //clk--时钟；a\_en---使能；

output oz, ost;//ost为执行结束标志

wire\[31:0\] ix,iy;

reg\[31:0\] oz;

wire clk,ost,a\_en;

reg\[25:0\] xm, ym, zm; //尾数部分用26位：1位符号+2位进位标志+23位尾数

reg\[7:0\] xe, ye, ze; //指数部分8位：

reg\[2:0\] state; //操作状态

parameter start=3'b000,zerock=3'b001,exequal=3'b010,addm=3'b011,infifl=3'b100,over =3'b110;

assign ost = (state == over) ? 1 : 0;

always@(posedge ost) //如果执行结束

begin

if(a\_en)

oz <= \{zm\[25\],ze\[7:0\],zm\[22:0\]\}; // 将加法结果合成32位浮点，其中zm\[25\]为符号位

end

always@(posedge clk) //状态机：start->zerock->exequal->addm->infifl->over

begin

case(state)

start: //前端处理，分离尾数和指数，同时还原尾数

begin

xe <= ix\[30:23\];//ix指数（8位）

xm <= \{ix\[31\],1'b0,1'b1,ix\[22:0\]\};//ix尾数=符号位+01+22位尾数

ye <= iy\[30:23\];//iy指数

ym <= \{iy\[31\],1'b0,1'b1,iy\[22:0\]\};//iy尾数

state <= zerock;//下一状态

end

zerock:

begin

if(ix == 0)//如果ix=0，结果为oz=iy

begin

\{ze, zm\} <= \{ye, ym\};

state <= over;//结束态

end

else

if(iy == 0) //如果iy=0，结果为oz=ix

begin

\{ze, zm\} <= \{xe, xm\};

state <= over;

end

else

state <= exequal;

end

exequal: //指数处理，使得指数相等

begin

if(xe == ye)//如果指数已经相等了，则直接相加

state <= addm; //进入加状态

else

if(xe > ye)

begin

ye <= ye + 1; //iy的指数加一

ym\[24:0\] <= \{1'b0, ym\[24:1\]\}; //iy尾数右移一位?

if(ym == 0) //如果尾数ym为0，继续移位也还是0，?

begin

zm <= xm;

ze <= xe;

state <= over;

end

else

state <= exequal;//继续移指数?

end

else //xe

begin

xe <= xe + 1; //ix的指数加一

xm\[24:0\] <= \{1'b0,xm\[24:1\]\}; //ix尾数右移一位?

if(xm == 0) //如果尾数xm为0，继续移位也还是0，

begin

zm <= ym;

ze <= ye;

state <= over;

end

else

state <= exequal;//继续移指数?

end

addm: //带符号位和保留进位的尾数相加

begin

if ((xm\[25\]^ym\[25\])==0) //第25位尾数相同（同号数相加）

begin

zm\[25\] <= xm\[25\];

zm\[24:0\] <= xm\[24:0\]+ym\[24:0\]; //尾数相加

end

else //异号数相加实际做尾数减法

if(xm\[24:0\]>ym\[24:0\]) //xm>ym,

begin

zm\[25\] <= xm\[25\];

zm\[24:0\] <=xm\[24:0\]-ym\[24:0\]; //尾数相减?

end

else //xm

begin

zm\[25\] <= ym\[25\];

zm\[24:0\] <=ym\[24:0\]-xm\[24:0\];

end

ze <= xe;

state <= infifl;

end

infifl: //尾数规格化处理

begin

if(zm\[24\]==1) //和尾数最高位为1

begin

zm\[24:0\] <= \{1'b0,zm\[24:1\]\}; //和尾数右移一位，即小数点左移一位?

ze <= ze + 1; //和指数增加一

state <= over;

end

else

if(zm\[23\]==0) //和尾数的第23位为0

begin

zm\[24:0\] <= \{zm\[23:0\],1'b0\}; //和尾数左移一位，即小数点右移一位?

ze <= ze - 1; //和指数减少一

state <= infifl; //继续执行尾数规格化状态

end

else

state <= over;

end

over:

begin

state<= start; //回到初始状态

end

default:

begin

state<= start;

end

endcase

end

endmodule

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[![32位浮点数加法的VerilogHDL实现][32_VerilogHDL 1]][32_VerilogHDL_32_VerilogHDL 1]

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