Арифметико-логические устройства
Большинство компьютеров содержат одну схему для выполнения над двумя машинными словами операций И, ИЛИ и сложения.
   |
Обычно эта схема для n-разрядных слов состоит из n идентичных схем — по одной для каждой битовой позиции. На рисунке представлена такая схема, которая называется арифметико-лотческим устройством (АЛУ).
Это устройство может вычислять одну из 4-х следующих функций:
1. A И B;
2. А ИЛИ В;
3. 
;
4. А + В (арифметическая сумма)
Выбор реализуемой функции зависит от двоичного кода формируемого сигналами на линиях F0 и F1: 00, 01, 10 или 11.
В левом нижнем углу схемы находится двухразрядный декодер, который генерирует сигналы разрешения (1) на одну из четырех выходных линий, которая разрешает прохождение выходного сигнал выбранной функции через последний вентиль ИЛИ.
В верху схемы находится логическое устройство для вычисления функций А И В, А ИЛИ В и , но только один из этих результатов проходит через последний вентиль ИЛИ в зависимости от того, какую из линий разрешения выбрал декодер. Так как ровно один из выходных сигналов декодера может быть равен 1, то и запускаться будет ровно один из трех вентилей И, или два вентиля И на выходе полного сумматора, независимо от значений А и В.
АЛУ может выполнять не только логические и арифметические операции над переменными А и В, но и делать их равными нулю, отрицая ENA (сигнал разрешения А) или ENB (сигнал разрешения В). Можно также выполнять операции с 
, установив сигнал INVA (инверсия А).
При нормальных условиях и ENA, и ENB равны 1, чтобы разрешить поступление обоих входных сигналов, а сигнал INVA равен 0. В этом случае А и В просто поступают в логическое устройство без изменений,
 |
В нижнем правом углу находится полный сумматор для подсчета суммы А и В, а также для выполнения переносов. Переносы необходимы, поскольку несколько таких схем могут быть соединены для выполнения операций над целыми словами.
Одноразрядные схемы, подобные показанной на рисунке называются разрядными микропроцессорными секциями. Они позволяют разработчику строить АЛУ любой разрядности.
Схема 8-разрядного АЛУ, составленного из восьми одноразрядных секцийимеет вид:
Сигнал INС (инкримент - увеличение на единицу) нужен только для операций сложения. Он дает возможность вычислять такие суммы, как A+1 и A + B +1.
Дата добавления: 2015-07-24; просмотров: 1552;