Теоретическая часть. Тема: Исследование арифметико-логического устройства

Практическая работа №8

Тема: Исследование арифметико-логического устройства

Цель: Изучить принцип действия АЛУ.

Теоретическая часть

Арифметико-логические устройства АЛУ (ALU, Arithmetic-Logic Unit) вы­полняют над словами ряд действий. Основой АЛУ служит сумматор, схема которого дополнена логикой, расширяющей функциональные возможности АЛУ и обеспечивающей его перестройку с одной операции на другую.

Обычно АЛУ четырехразрядны и для наращивания разрядности объединяются с формированием последовательных или параллельных переносов. Логические возможности АЛУ разных технологий (ТТЛШ, КМОП, ЭСЛ) сходны. В силу самодвойственности выполняемых операций условное обозначение и таблица истинности АЛУ встречаются в двух вариантах, отличающихся взаимно инверсными значениями переменных.

АЛУ (рис. 1) имеет входы операндов А и В, входы выбора операций S, вход переноса C_i и вход М (Моdе), сигнал которого задает тип выполняемых операций: логические (М = 1) или арифметико-логические (М = 0). Результат операции вырабатывается на выходах F, выходы G и Н дают функции генерации и прозрачности, используемые для организаций параллельных переносов при наращивании размерности АЛУ. Сигнал C₀ — выходной перенос, а выход А = В есть выход сравнения на равенство с открытым коллектором.

Рисунок 1 Условнее обозначение АЛУ

Перечень выполняемых АЛУ операций дан в таблице 1. При арифметических операциях учитываются межразрядные переносы. Шестнадцать логических операций позволяют воспроизводить все функции двух переменных. В логико-арифметических операциях встречаются и логические и арифметические операции одновременно.

Управляющие сигналы	Выполняемые операции
S3	S2	S1	S0	Логические М = 1	Арифметические М = 0

Табл. 1