Цифровое оборудование

Главная > Как устроен процессор > Арифметическо - логическое устройство >
Меню:

Арифметическо - логическое устройство

В реальных цифровых устройствах, сумматоры в чистом виде встречаются не очень часто. В процессорах чаще применяется другая типовая схема. Эта схема ненамного сложнее сумматора, но позволяет выполнять не только сложение, а 16 различных арифметических, и 16 логических операций. Такая схема называется Арифметическо - Логическое Устройство, или сокращенно – АЛУ. Так выглядит схема одного разряда АЛУ:

Для получения АЛУ большей разрядности, к этой схеме сверху и снизу можно пририсовывать точно такие же схемы, соответственно соединяя управляющие сигналы S0-S4, а также входы и выходы переноса. Выходы P и G служат для подключения схемы ускоренного переноса, если необходимо получить высокую скорость работы при большой разрядности АЛУ.

Управляющие входы S0-S3 определяют тип операции, выполняемой АЛУ. Сигнал S4 выбирает один из двух наборов операций – арифметические либо логические операции. Остальные разряды определяют саму операцию.

S3

S2

S1

S0

Логические операции S4=1

Арифметические операции S4=0

0

0

0

0

.не.А

А

0

0

0

1

.не.(А+В)

А+В

0

0

1

0

.не.АВ

А+.не.В

0

0

1

1

0

-1

0

1

0

0

.не.(АВ)

А+А.не.В

0

1

0

1

.не.В

(А+В) + А.не.В

0

1

1

0

А.иск.или.В

А-В-1

0

1

1

1

А.не.В

АВ-1

1

0

0

0

.не.А+В

А+АВ

1

0

0

1

.не.(А.иск.или.В)

А+В

1

0

1

0

В

(А+.не.В)+АВ

1

0

1

1

АВ

АВ-1

1

1

0

0

1

А+А

1

1

0

1

А+.не.В

(А+В)+А

1

1

1

0

А+В

(А+.не.В)+А

1

1

1

1

А

А-1

Арифметическо-логическое устройство – схема комбинационного типа, не требующая для своей работы каких-либо привязанных ко времени тактовых сигналов. Результат операции появляется на выходе АЛУ спустя задержку, равную сумме задержек логических элементов, образующих самую длинную цепь внутри АЛУ. Из-за последовательного прохождения переноса через все разряды АЛУ, длина самой длинной цепи, а следовательно, и общая задержка АЛУ растет пропорционально его разрядности. Грубо говоря, задержка 32-разрядного АЛУ будет в 32 раза больше, чем задержка одноразрядного АЛУ. Использование специальных схем ускоренного переноса позволяет в несколько раз уменьшить задержку многоразрядных АЛУ. 

Автор текста - Молчанов Н.Н.
Дополнительно:
Разделы:
Мехмат
Как устроен процессор
Как устроен компьютер
Как устроен фотоаппарат
Фото-термины
Как починить фотоаппарат
Цифровое видео и ТВ
Электротехника и электробезопасность
Web
Мобильные устройства
Радиоэлектроника
Телефонная связь
Сети и сетевое оборудование
Программное обеспечение
Разное
Другие сайты:
Тойота-ФАК
Все об эксплуатации автомобилей марки "Тойота"
Фотобанк
Продажа высококачественных фотографий для полиграфии
Железная дорога
Коллекция масштабных моделей железнодорожного подвижного состава
Веб-камера
Веб-камера с возможностью управления установленная на 13-м этаже главного здания МГУ
МГУ в фотографиях
Большой архив фотографий главного здания МГУ
Отправить сообщение владельцу сайта можно здесь.