¿Cómo implementan las CPU Instrucciones como MUL/MULT?

Question

En diferentes idiomas de ensamblaje MUL (x86)/MULT (mips) se refieren a la multiplicación. Es una caja negra para el programador. Estoy interesado en cómo en realidad una CPU logra una multiplicación independientemente de la arquitectura. Digamos que tengo dos valores de 16 bits en mis registros y soy la CPU, así que tengo que implementar MUL usando las otras instrucciones de bits que tengo (y, o, xor, no, shl, shr, etc.). ¿Qué debo hacer?

Answer 1

http://en.wikipedia.org/wiki/Multiplication_ALU en la Wikipedia enumera diferentes métodos para hacer la multiplicación en un circuito digital.

Cuando trabajé en un proyecto para agregar instrucciones SIMD a un procesador tipo DEC Alpha en Verilog en la universidad, implementamos un Wallace tree multiplier, la razón principal era que funcionaba en un número fijo de ciclos y era fácil de canalizar.

EDITAR: Usted mencionó el uso de las otras instrucciones de manipulación de bits, en los procesadores modernos la multiplicación no se microcodificará así; sería una forma de ralentizar y el procesador sería sacrificado en puntos de referencia.

Answer 2

This page muestra las puertas lógicas para un multiplicador combinacional 4 * 4. Puedes trabajar desde allí.

Here is somebody's lab donde describen la construcción de un multiplicador de 16 bits a partir de 4 multiplicadores de 4 bits, cada uno construido con compuertas AND y sumadores completos. Diseño completo, diseño de chips y formas de onda de simulación.