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摘 要

计算器是我们日常生活中必不可少的工具，在很多行业的工作中我们都需要用到计算器，一个好的计算器会使我们的运算变得更加方便快捷。尤其是对于程序员，计算经常要包含多进制之间的转换以及四则运算，所以拥有一个多进制计算器对于程序员来说简直是如虎添翼。所以本次我设计的多进制计算器将会有着很大的市场应用。

本文就是根据CSMC的0.5um工艺设计一款多进制计算器。计算功能满足数制转换以及四则运算。程序的设计用Verilog HDL语言来实现。多进制计算器功能的验证是在Modelsim仿真版上完成的。整个步骤如下：查找文献，完成多进制计算器控制电路的系统功能、电路模块的系统级和划分；用HDL语言描述电路系统，完成系统电路原型的设计、仿真和验证；根据SYNOPSYS推荐EDA流程完成系统布图设计和验证；

关键词：计算器、多进制、四则运算、Modelsim

Design and validation of N-nary calculator based on Verilog HDL

Abstract

Calculator is indispensable tool in our daily life, in many industries work we all need to use a calculator, a good calculator will make our operation more convenient and quick. Especially for programmers, regularly to include more conversion between hexadecimal and arithmetic, so have a multi-band calculator for programmers is better. So I design the multi-band calculator application will be a big market.

This article is based on the 0.5 um technology of CSMC design a multi-band calculator. Computing functions meet the system transformation, and arithmetic. The design of the program using Verilog HDL language. Multi-band calculator function validation is done on the Modelsim simulation version. The steps are as follows: the literature, complete multi-band calculator control circuit of the system function, the circuit module of the system level and division; Circuit system is described by using HDL language, complete the prototype of the system circuit design, simulation and verification; Based on EDA SYNOPSYS recommended process completes system layout design and verification;

Keywords: calculator,N-nary, arithmetic,Modelsim

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1研究背景 1

1.2设计意义 1

1.3工作计划 1

1.4组织结构 1

2.1 EDA技术 3

2.1.1 EDA技术的发展 3

2.1.2 EDA技术的开发流程 3

2.2 Verilog HDL 5

2.2.1 Verilog HDL简介 5

2.2.2 算术操作符 5

2.2.3 算数运算结果的位宽 6

2.2.4 有符号数和无符号数 6

2.4本章小结 7

第三章 多进制计算器的设计与实现 8

3.1 输入模块 8

3.2 计算模块 8

3.3 显示模块 8

3.4本章小结 9

第四章 仿真 10

4.1仿真简介 10

4.2基本仿真步骤 10

4.3本章小结 10

第五章 结论与展望 13

致 谢 14

参考文献 15

第一章 引 言

1.1研究背景

计算器是人们广泛应用的计算工具，人们利用它可以进行简单的加减乘除和其它的三角函数、幂函数、开方、阶乘等复杂计算。而且它体积小巧易于携带，用起来方便快捷，已然成为了学习和生活中不可或缺的工具。计算器是最早的计算工具，有奇普、安提凯希拉、中国的算盘等等。中国古代最早出现名为算筹的计算工具。后来出现了珠算盘并且一直使用至今，这是我国古代计算工具领域中的一项伟大发明。到了近代计算器又有了很大的发展，并出现了机械计算器。使用机械计算器不仅可以进行普通的加法和减法，乘法和除法，乘方，开方运算，还可以进行各种复杂的函数计算。现代计算器已经发展到一定的高度，普遍的计算器使用很方便而且基本能满足大部分人的运算要求。但是伴随着计算机的诞生，普通计算机不能满足计算机使用过程中的所有要求，所以我们要引进更多功能的计算器，我本次的毕业设计课题就是利用Verilog HDL语言和集成电路知识设计并且验证多进制计算器控制电路。

1.2设计意义

本次课题中我设计的多进制计算器在设计中包含一定专用功能的专用芯片，而且结合半导体加工厂的制造工艺，它相比较于其它普通计算器而言拥有了多进制计算的功能，对于市场有着推广和普及作用。多进制计算器控制电路设计与验证是工程实践性课题，该课题目的是培养学生将所学习的电路知识、集成电路生将所学习的电路知识、集成电路设计和集成电路。

1.3工作计划

本文工作主要分为了四个部分：（1）EDA技术介绍；（2）Verilog HDL语言介绍；（3）Modelsim仿真步骤；（4）多进制计算器结构组成模块。通过以上四步我们可以在学习如何用Verilog语言的同时，了解多进制计算器的基本概念、结构、意义。利用Modelsim软件进行系统级仿真，确定低复杂度模块结构，实现性能和硬件复杂度间的均衡最优。

1.4组织结构

第一章介绍了本课题的研究背景、设计意义、工作计划，本文所用的设计方案论证，然后简单介绍论文的组织结构。

第二章介绍了EDA技术，包括EDA技术概念、EDA技术的发展、EDA技术的基本流程

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