Altera内部结构（四）：Cyclone IV芯片结构之嵌入式乘法器

在我们进行高速大量的信号处理的时候，我们常用到乘法器，比如说做数字信号处理，常常会用到FFT等，这时候就需要用乘法器构建FFT。
当然是用逻辑资源也可以实现乘法运算，但是，当需要高速运算和大量数据运算时，乘法运算就会很慢，并且很浪费逻辑资源，使用乘法器会更好。

在Cyclone IV中，乘法器和LAB交错分布，一行LAB，就会有一个1818的乘法器

嵌入式乘法器可以配置成一个1818的乘法器或者两个99 的乘法器。对于那些大于1818的乘法运算，Quartus II软件会将多个嵌入式乘法器模块级联在一起，虽然没有乘法器数据宽度的限制，但是数据位宽越大，乘法运算就会越大。

可以看到，在Cyclone IV EP4CE10E10中，乘法器数量有23个，可以配置成23个1818的乘法器，也可以配置成46个99的乘法器。

当然，除了 Cyclone IV 器件中的嵌入式乘法器，可以通过将 M9K 存储器模块用作查找表 (LUT) 实现软乘法器。LUT 中存储了输入数据同系数乘积的部分结果，针对低成本、高性能的 DSP 应用，实现了可变深度与宽度的高性能软乘法器。软乘法器的可用性增加了器件中可用乘法器的数量。

可以看到，输入寄存器除了数据输入，还有时钟输入、时钟使能和异步清零；
输出寄存器除了数据输出，还有时钟输入、时钟使能和异步清零；

乘法器级就是中间那个 ×

控制信号的signa和signb是控制输入数据Data A和Data B的符号位，高电平代表有符号，低电平代表无符号

1、可以看到，乘法器输入有两条路径，一条是直接输入到乘法器，还有一条是通过寄存器打一拍输输入到乘法器， 具体怎么输入，可以配置输入寄存器后的多路选择器来设置。

2、可以看到，乘法器输出也有两条路径，一条是1，直接输出，还有一条是2，通过寄存器打一拍输出，这个在配置有关乘法器IP的时候可以看到，如果配置了2，那么在IP核的可视化界面就会看到在IP核输出端口会多加一个寄存器。 具体怎么输出，可以配置输出寄存器后的多路选择器来设置。

这两种配置就可以实现组合逻辑或者时序逻辑，与LE类似

乘法器的每一个操作数都是一个唯一的有符号或者无符号数。 signa 与 signb 信号控制乘法器的输入，并决定值是有符号的还是无符号的。如果 signa 信号为高电平，则Data A 操作数是一个有符号数值。反之， Data A 操作数便是一个无符号数值。

注意：每一个嵌入式乘法器模块只有一个 signa 信号和一个 signb 信号，用于控制模块输入数据的符号表示。如果嵌入式乘法器有两个 9 × 9 乘法器，那么这两个乘法器的Data A输入与Data B输入将分别共享同一个signa信号和同一个signb信号。可以在运行时动态改变 signa 和 signb 信号，以修改输入操作数的符号表示。

嵌入式乘法器有两种模式，18 * 18模式和两个9 * 9模式

18bit 乘法器模式

2*9bit 乘法器