探讨补码意义及其在Verilog中的定点小数运算

目录

1. 原码、反码与补码

2. 补码的作用与价值

3. Verilog语言中补码的运算及定点小数处理

3.1 补码表示的定点小数加减操作

3.2 补码表示的定点小数乘除操作

3.3 对计算结果进行位宽截断处理

3.4 实际工程中的应用实例

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1.原码，反码，补码

对于n位的二进制数，其最高位用于表示符号，正数对应0，负数对应1。其余n-1位则用于表示数值的绝对值。

反码的生成方式为：保持符号位不变，正数的反码与原码一致，而负数则需对原码中除符号位以外的所有位进行按位取反操作。

补码的生成方式为：正数的补码与反码相同；对于负数，则在反码的基础上加1。

在Verilog语言中，我认为采用以下方式更为便捷：

正数的原码、反码以及补码三者是完全一致的；

对于负数而言，其补码可以通过将该数值绝对值对应的二进制形式进行取反后加1来获得（这样便无需经过原码和反码的转换过程）。

若已知一个补码形式，如何推导出其所代表的负数绝对值呢？可以通过将补码的所有位先减去1再进行按位取反的操作来实现。这种方式等价于先取反再加1的操作[1]。

2.补码的意义

学习过微机原理课程的人应当了解，计算机本质上仅能执行基础的二进制加减运算**，而补码的作用在于：无论这n位二进制数代表的是正数、负数还是包含小数部分，计算机均将其视为