Bộ nhân tuần tự dịch-cộng 8×8 với bắt tay start/done

Bộ nhân tổ hợp 8×8 tốn nhiều diện tích. Bộ nhân tuần tự chỉ dùng một bộ cộng, đổi lại mất nhiều chu kỳ: mỗi chu kỳ xử lý một bit của số nhân. Bài này luyện cách ghép datapath với điều khiển và giao thức bắt tay start/done, một khuôn mẫu gặp ở mọi khối tính toán nhiều chu kỳ.

module seq_mult (
  input  logic        clk,
  input  logic        rst,     // reset ĐỒNG BỘ, tích cực mức cao: busy = 0, done = 0, p = 0
  input  logic        start,   // yêu cầu nhân a × b (chỉ được nhận khi không busy)
  input  logic [7:0]  a, b,    // không dấu; chỉ cần đúng tại chu kỳ start được nhận
  output logic        busy,
  output logic        done,    // xung 1 chu kỳ khi có kết quả
  output logic [15:0] p        // a × b; giữ nguyên cho tới khi phép nhân kế tiếp được nhận
);

Thời gian (mọi tín hiệu đổi ngay sau sườn lên):

• Sườn lên E₀ thấy start = 1 và busy = 0: nhận phép nhân, busy = 1.
• busy = 1 đúng 8 chu kỳ. Tại sườn E₈: busy = 0, done = 1, p = a × b.
• done chỉ cao 1 chu kỳ. p giữ giá trị cho tới khi phép nhân kế tiếp được nhận.
• start khi busy = 1 bị bỏ qua.

Testbench đổi đầu vào ở sườn xuống clk và đọc ngõ ra ở sườn xuống kế tiếp. Trong lúc busy, testbench có thể đổi a, b bất kỳ.