部分积寄存器英文解释翻译、部分积寄存器的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 partial product register
分词翻译:
部分的英语翻译:
part; section; portion; proportion; sect; segment; share
【计】 division; element
【医】 binary division; fraction; mero-; pars; part; Partes; portio; portiones
积的英语翻译:
accumulate; amass; long-standing; product; store up
【医】 product
寄存器的英语翻译:
register
【计】 R; RALU; register
【化】 memory; registor
专业解析
部分积寄存器(Partial Product Register)是数字电路(尤其是乘法器设计)中的关键组件,用于在二进制乘法运算过程中临时存储计算产生的“部分积”(Partial Product)。以下是详细解释:
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基本定义与功能
- 中文术语: 部分积寄存器
- 英文术语: Partial Product Register (PPR)
- 核心功能: 在乘法运算(如两个二进制数相乘)的执行阶段,乘法算法(如移位相加法、Booth 算法)会生成一系列中间结果,称为“部分积”。部分积寄存器专门用于按顺序存储这些中间结果,直到它们被累加或组合形成最终的乘积。它确保了部分积在后续加法步骤(通常在进位保留加法器或 Wallace 树结构中进行)之前被正确保存和传递。
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在乘法过程中的作用
以移位相加乘法为例:
- 乘数的每一位(从最低位开始)会与被乘数相乘(逻辑与操作),产生一个部分积。
- 每个新产生的部分积会根据当前乘数位的权重(位置)进行相应的左移(相当于乘以 2 的幂次)。
- 这些移位后的部分积需要被临时存储起来。
- 部分积寄存器就是用来保存这些移位后的中间值的存储单元。在并行乘法器中,可能有多个部分积寄存器同时存储不同步骤产生的部分积;在串行或迭代乘法器中,一个寄存器可能在不同时钟周期存储不同的部分积。
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硬件实现特点
- 位宽: 部分积寄存器的位宽通常设计为能够容纳乘法操作中可能产生的最大部分积。对于两个 N 位二进制数相乘,部分积的最大宽度是 2N 位(考虑进位扩展)。
- 时序控制: 其写入操作由乘法控制逻辑精确控制,通常在计算出一个新的有效部分积后加载数据。
- 位置: 位于乘法器数据路径的核心位置,连接在部分积生成逻辑(如 Booth 编码器)和部分积累加逻辑(如进位保留加法器阵列)之间。
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设计考量
- 速度: 寄存器访问速度影响乘法器的整体性能。
- 面积: 较大的位宽会增加芯片面积开销。
- 功耗: 寄存器切换会消耗动态功耗。
- 时序收敛: 寄存器是时序元件,其建立/保持时间需满足电路时序要求。
权威参考来源:
- 计算机体系结构/组成原理经典教材: 如 David A. Patterson 和 John L. Hennessy 所著的《Computer Organization and Design》系列书籍详细讨论了乘法器设计和其中寄存器的角色 。
- 数字电路设计教材: 如 M. Morris Mano 和 Michael D. Ciletti 的《Digital Design》或 Jan M. Rabaey 的《Digital Integrated Circuits》深入讲解了乘法器算法及其硬件实现,包括部分积寄存器的使用 。
- IEEE 期刊与会议论文: IEEE Transactions on Computers, IEEE Transactions on Circuits and Systems 等期刊以及相关会议(如 ISCAS, DATE)常刊登关于高效乘法器设计的论文,其中会涉及部分积寄存器的优化策略 。
网络扩展解释
部分积寄存器是计算机中用于存储二进制乘法运算过程中产生的中间结果(即部分积)的专用寄存器。以下是详细解释:
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部分积的定义
在二进制乘法运算中,乘法通过「移位-相加」的方式实现。每一步运算会产生一个中间结果,这个中间结果被称为部分积。例如计算1101×101时,每次取乘数的一位与被乘数相乘并移位后得到的中间值都是部分积。
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寄存器的作用
寄存器是CPU内部的高速存储单元,用于临时存放指令、数据或地址。部分积寄存器属于算术逻辑单元(ALU)中的专用寄存器,其核心功能是:
- 暂存当前步骤产生的部分积
- 为下一步的移位或累加操作提供数据基础
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工作流程示例
以4位乘法为例:
- 初始部分积寄存器清零
- 检测乘数最低位,若为1则将被乘数加入寄存器
- 寄存器内容右移一位(对应乘数左移)
- 重复上述步骤直至所有位处理完成
该寄存器通常与累加器(ACC)配合使用,最终存储的完整积位数会是原操作数的两倍(如4位×4位=8位结果)。其设计直接影响乘法运算的速度和效率。
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