Вычислительные системы (АЛУ)

1.

Вычислительные системы
ALU

2.

Арифметико-логическое устройство
(АЛУ)
Одним из наиболее важных компонентов микропроцессора является
арифметико-логическое устройство (АЛУ), определяющее систему
команд, выполняемых микропроцессором. На следующем слайде
представлена схема одноразрядной ячейки АЛУ и далее приведена
таблица, содержащая набор операций, выполняемых АЛУ при
соответствующих установках входных сигналов. Многоразрядное АЛУ
организуется соединением одноразрядных АЛУ в систему, аналогичную
многоразрядному сумматору.
В данной схеме буквами x и y обозначены однобитовые входные
сигналы, над которыми будет осуществлена заданная операция.
Результат операции появляется на контакте, обозначенном "Выход".
Входные сигналы перед обработкой могут быть инвертированы с
помощью кнопок "nx" и "ny", либо обнулены с помощью кнопок "zx" и
"zy". Кнопка "no" служит для инвертирования выходного сигнала.
Инверсия сигналов осуществляется с помощью вентиля ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ. Кнопка "f" служит для выбора типа операции, логической или
арифметической.
2

3.

Одноразрядная ячейка арифметикологического устройства (АЛУ)
3

4.

Основные операции, выполняемые
АЛУ
zx
nx
zy
ny
если zx=1, то x=0
если nx=1, то
x=!x
если zy=1, то y=0
если ny=1, то
y=!y
1
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
1
0
1
0
1
0
0
1
1
1
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
0
0
0
1
0
1
f
если f=1, то
out=x+y иначе
out=x&y
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
no
out
если no=1, то
out=!out
f(x,y)=
0
1
0
0
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
0
1
0
1
-1
x
y
!x
!y
-x
-y
x+1
y+1
x-1
y-1
x+y
x-y
y-x
x&y
x|y
4

5.

4-битовый АЛУ
Для правильной работы
разветвителей нужно
установить параметры
"Веерный выход" и
"Разрядность ..." равными 4.
Кроме того, чтобы
вход/выход разветвителя,
отображался в создаваемом
компоненте как одиночный,
нужно к разветвителю
подсоединить "Контакт" и
установить для него
параметр "Биты данных"
равным 4. Для установки
данных на таком контакте в
режиме моделирования
можно менять двоичные
значения, щелкая на них
5
мышью.

6.

16-битовый АЛУ
6