1.有符号数和有符号数的加减运算（输入和输出为原码）

step1：将数据转换为补码。

step2：确定输出结果的位宽。
（结果的位宽是在最大的一个数据的位宽基础上加一位。如6bit与3bit进行加减，则结果为7bit。)

step3：扩展符号位到输出结果的位宽，然后直接进行运算。

step4：处理输出结果。（因为得到的结果是补码，需要转化为原码后再输出。转换方法：判断符号位，如果符号位为0，表明是一个正数，则直接输出（正数原码和补码相等）。如果符号位是1，表明是一个负数，需要符号位不变，有效位取反加一后再输出（补码变原码）。)

例1：（-3） -（-6）
分析：-3用有符号数表示，原码为3bit的111。-6用有符号数表示，原码为4bit的1110。

step1：将每一个数都转换成补码。-3的补码为101，-6的补码为1010

step2：确定输出结果的位宽。最大的一个数据的位宽是4bit,则输出结果的位宽为5bit的有符号数。

step3：扩展符号位到输出结果的位宽，然后直接进行运算。
输出结果out=1_1101-1_1010=0_0011(注意结果要取5bit)

step4：符号位out[5] = 0,表明为正数数，则直接输出，out=0_0011(+3)

例2：（-3） - （+6）
分析：-3用有符号数表示，原码为3bit的111。+6用有符号数表示，原码为4bit的0110。

step1：转换成补码。-3的补码为101，+6的补码为0110。（正数的补码与原码相同）

step2：确定输出结果的位宽。最大的一个数据的位宽是4bit,则输出结果的位宽为5bit的有符号数。

step3：扩展符号位到输出结果的位宽，然后直接进行运算。
输出结果out=1_1101-0_0110=1_0111(注意结果要取5bit)

step4：符号位out[5] = 1,表明为负数，则符号位不变，有效为取反加一后输出，out=1_1001(-9)

2.无符号数和有符号数的加减运算（输入和输出为原码）

step1：将无符号数转换为有符号数。

step2：将数据转换为补码。

step3：确定输出结果的位宽。
（结果的位宽是在最大的一个数据的位宽基础上加一位。如6bit与3bit进行加减，则结果为7bit。)

step4：扩展符号位到输出结果的位宽，然后直接进行运算。

step5：处理输出结果。（因为得到的结果是补码，需要转化为原码后再输出。转换方法：判断符号位，如果符号位为0，表明是一个正数，则直接输出（正数原码和补码相等）。如果符号位是1，表明是一个负数，需要符号位不变，有效位取反加一后再输出（补码变原码）。)

例3：（3） + （-6）

分析：3用无符号数表示，原码为2bit的11。-6用有符号数表示，原码为4bit的1110。
step1：将无符号数转换为有符号数。2bit的无符号数11，为有符号数3bit的011

step2：转换成补码。3的补码为011，-6的补码为1010。（正数的补码与原码相同）

step3：确定输出结果的位宽。最大的一个数据的位宽是4bit,则输出结果的位宽为5bit的有符号数。

sep4：扩展符号位到输出结果的位宽，然后直接进行运算。
输出结果out=0_0011+1_1010=1_1101(注意结果要取5bit)

step5：符号位out[5] = 1,表明为负数，则符号位不变，有效为取反加一后输出，out=1_0011(-3)

总结：无符号数和有符号数的计算可转变为有符号数和有符号数的计算。

3.有符号数和有符号数的乘法（输入和输出为原码）

step1：确定输出结果位宽。（一个符号位+两个数据有效为的位宽之和，如1个4bit的有符号数A,和1个5bit的有符号数B相乘，A的有效位是3bit,B的有效位为4bit,则输出结果的有效位宽为7bit,总位宽为8bit）。

step2：计算输出结果的符号位。（两个数据的符号位进行异或，判断是正数还是负数）。

step3：计算输出结果的有效位。（直接将两个数据相乘，得到的结果就是输出结果的有效位）。

step4：将符号位和有效位拼接后输出。

例4：（-3）*（-6）

分析：-3用有符号数表示，原码为3bit的111。-6用有符号数表示，原码为4bit的1110。

step1：确定输出结果位宽。（-3的有效位是2bit,-6的有效位为3bit,则输出结果的有效位宽为5bit,总位宽为6bit）。

step2：计算输出结果的符号位。两个数据的符号位都是1，则1^1=0，则输出结果是正数。

step3：计算输出结果的有效位。2'b11 * 3'b110 = 5'b1_0010。

step4：将符号位和有效位拼接后输出。out=6'b01_0010(+18)

ps:如果输入是补码，则运算之前先转换为原码，在按照以上步骤即可。

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