O unitate logică aritmetică (ALU)

Tabelul de adevăr al operațiilor aritmetice exprimate de complement doi câte doi. După cum sa menționat, numărul de cod suplimentar și invers legat de relația simplă Ndop = No6p +1 sau Ndop No6p = - 1. Prin urmare, în rândurile din tabelul 7.3, care conține operația „minus 1“, rezultatul operațiilor aritmetice este prezentată în cod invers.

MSB codului de selectare operare (intrare M) determină natura acțiunilor efectuate de ALU. Atunci când acest semnal de nivel înalt de intrare, ALU efectuează o operațiune logică pe fiecare pereche la nivel de bit de cuvinte bit A și B. Transferul intern în acest mod este inactiv.

Dacă ALU efectuează o operațiune logică aritmetică, o funcție logică este implementată puțin câte puțin, și aritmetica transferului.

De exemplu, codul de intrare întâlnește MS3S2S1S0 = 011012 operare (A # 709; B) plus A (al treilea din rândul de jos din Tabelul 7.3). În primul rând, o operațiune în paranteze - (A # 709; C) - o adăugare logică a două cuvinte. Dacă A = B = 10102 01112. prima operație dă (A # 709; B) = 11112 .Vtoroy o adăugare operație aritmetică număr A cu rezultatul adăugării logice. De aici 11112 plus 10102 = 111112.

Când se utilizează ALU ca semnalul comparator este scos din A = B de intrare (pinul 14). Această ieșire - colector deschis, iar sursa de alimentare trebuie să fie conectat prin rezistor extern este de 1 ohm.

Modul Comparator prevăzut la M = 1 și S3S2S1S0 = 01102. Când numărul A și B sunt egale, A = intrare este format într-un semnal de nivel înalt.

Simultan, ieșirea Cn + 4 (pinul 16) caracterizează relația dintre numerele A și B și în cazul inegalității conform tabelului 7.4.

Pentru operații aritmetice de cuvinte de lungime mai mare cuprind secvențial ALU. În acest caz, timpul de întârziere este determinată prin însumarea semnalului de intrare de propagare transporta de la LSB la iesirea din ultima ALU și este tzd.r = 4 # 964; zd.r. unde # 964; - reportul de propagare întârziere a semnalului într-un singur ALU.

Tabelul 7.4 - tabel de adevăr K155IP3 cip modul patru biți comparator (S3 = 0, S2 = 1 S1 = 1, S0 = 0)

Reduceți timpul de însumare este posibil folosind K155IP4 chips-uri (564IP4) concepute special pentru organizarea transportului accelerat între individ ALU. ALU și între grupuri. Schema timpului de transport accelerat este redus la aproximativ însumarea # 964; zd.r. Chip-ul de imagine este prezentată în figura 7.18.

Atunci când se efectuează operații aritmetice pe viteza nu este cerințe ridicate, atunci Cascading circuitele ALU de transport accelerată nu este utilizat.

Cu cip K155IP4 (564IP4) pot fi formate prin transfer rapid atunci când se efectuează grupul operațiune adăugarea chetyrehALU (16 -bit număr), care oferă un anumit câștig în timp, comparativ cu transferul de serie. conectarea în serie a mai multor chips-uri, fiecare dintre acestea fiind asociat cu ALU permite transferul rapid și un număr mare de biți.

grup de semnale de transfer de educație G0 - G3, și semnale de diseminare P0-P3 transfer de grup din ieșirile ALU este conectat cu intrările corespunzătoare circuitului bit transportului accelerat (Figura 7.19).

În cazul circuitelor de capacitate de transport accelerate (pentru numere, numărul de biți, care este mai mare de 16) sunt utilizate și ieșiri P G. Cu patru astfel de cipuri în combinație cu cipuri ALU 16 poate construi un 64-bit ALU.

1. Ce ALU?

2. Ce dispozitive sunt incluse în structura ALU?

3. Este ALU capabil de a stoca rezultatul operațiunii efectuate?

4. Explicați concluzii cu scop K155IP3 cip?

5. Cât de mult de natura operațiunilor și ALU poate efectua?

6. În ce operațiunile sunt permise transferurile interne?

7. Cum de a programa ALU pentru a efectua o adăugare aritmetică, scădere?

8. Explicați cazurile în care apare jetoanele de ieșire Cn + 4 semnal activ. Ce indică?

9. Ce rezultat va da ALU atunci când sunt aplicate la intrările sale semnalele: A = 0101; B = 0,010; S = 1001; M = 0; C = 0?

10. În ce ordine va ALU pentru a efectua operația?

11. Pentru a da un exemplu de utilizare ALU ca un multiplexor.

12. Pot folosi ALU ca un comparator de patru cifre? Dă un exemplu.

13. Cum de a crește rezoluția ALU pentru a efectua operațiuni pe operanzii opt biți?