egyéni №3
Aritmetikai logikai egység (ALU) egy csomópont egy számítógép, amely elvégzi a számtani és logikai műveletek által feldolgozott adatok számítógépek.
Általában a többfunkciós ALU tartalmaz egy kezelő résszel (OS), és egy vezérlőegységet (CU), amely elvégzi egy másodlagos dekódoló parancs kódot meghatározza a művelet alatt az ALU.
Ábra. A szerkezet a ALU
Részletes felépítése a ALU ábrán látható.
A kiindulási adatok (operandusok) parancsok CU kiolvassuk a RAM nyilvántartások az első és a második operandus (közlemény 1).
A ALU a CU vezérlőegység egy parancsot végrehajtani egy műveletet (csatlakozás 2), amely a hozzájuk továbbított voperatsionnuyu rész (közlemény 3).
Ennek megfelelően a parancs működő részének műveletet hajt végre a kiválasztott adatokat izregistrov első és a második operandus (csatlakozás 6). Az eredmény tárolódik vregistr eredményeként (US 4), amely - a RAM (kommunikáció 5).
Szerkezet ALU regisztrálja, ahol az eredeti van elhelyezve, és a kapott adatokat, és regisztrálja a mérete (bitek száma) alkotják a fogalom a kisülési rács.
Set végre ALU műveleteket kell rendelkeznie funkcionális teljességére. Ahhoz, hogy a funkcionális teljességére elég négy művelet:
memória hozzáférés író / olvasó adatok
összehasonlítjuk (megvalósítja a lehetőségét feltételes elágazás);
megállás a készülék működését.
Az első processzor, a műveletek száma korlátozott tizenhat most eléri a több száz.
A műveletek számának fontos jellemzője az ALU.
ALU sorolható több okból. alább.
1. besorolása eljárás az adatok bemutatása:
fix pont;
lebegőpontos.
2. Besorolás módszerével operandus:
· Soros ALU ahol minden műveletet végzünk egymás után az egyes mentesítési;
· Párhuzamos ALU műveletet végzünk minden bit adat egyszerre;
· Series - párhuzamos ALU, ahol az adat szó van osztva szótagokat, adatfeldolgozás párhuzamosan végzik a mentesítési a szótag és következetesen a szótagokat.
3. Besorolás használatával számrendszert:
4. A besorolás a karaktert elemek és alkatrészek:
blochnye- végezni bizonyos aritmetikai műveletek az ALU szerkezet bevezetett speciális blokkok, amely lehetővé teszi, hogy végezzen információfeldolgozás párhuzamosan;
konveyernye- a futószalag ALU művelet van osztva egy sorozat mikro-ops végrehajtott egyenlő időintervallumokban (ütés) különböző szakaszaiban a szállítószalag, amely lehetővé teszi, hogy hajtson végre egy műveletet operandusokat adatfolyamként minden órajelciklusban;
mnogofunktsionalnye- e célra ALU, működő több műveletek egy készülékben. Ilyen körülmények úgy kívánják, az ALU a művelet végrehajtásához a műveleti kódot.
5.Klassifikatsiya időleges jellemzőket.
Időbeli jellemzőit Alu osztani:
sinhronnye- ALU egyes szinkrón műveletet végzünk egy ciklusban.
asinhronnye- nem órajele Alus, amely nagy sebességgel, ahogy fellépett a kombinációs áramkörök.
6.Klassifikatsiya postrukture vezérlőberendezés:
Merev ALU vezérlő logikai eszközzel;
ALU firmware ellenőrzés.
A fő funkciók az ALU
Modern ALU végre:
bináris aritmetikai funkció adatok fixpontos formátum;
bináris aritmetikai funkció az adatok lebegőpontos formátumban;
aritmetikai funkciója BCD ábrázolása adatok;
logikai műveletek (beleértve a aritmetikai és logikai műszakban);
adattovábbítási művelet;
dolgozni karakteres adat;
dolgozni a grafikus adatokat.
Főbb jellemzők ALU
A főbb jellemzői az ALU osztható mennyiségi és minőségi.
Mennyiségi jellemzők határozzák meg a működési sebesség, míg végez egyetlen műveletet, a pontosság adatok ábrázolásának, a elvégzett műveletek száma.
Átlagsebessége VaV végző ALU műveleteket lehet meghatározni, mint otnoshenieN (T) - a elvégzett műveletek száma időtartam alatti T egy adott időintervallumon:
Az átlagos tartózkodási idő, hogy végre egy ALU művelet: Tav = 1 / VaV
Az adatok pontossága képviselet az ALU függ szóhosszúsága ALU és a választott adatformátum.
Minőségi jellemzőit ALU:
Minőségi jellemzőit ALU tartalmazza:
Strukturális jellemzői ALU;
adatformátumok (rögzített vagy lebegőpontos);
adatkódolási.
Vipera - olyan eszköz, amely átalakítja információs jelek (analóg vagy digitális) a jel megfelelő összeget ezek közül a legegyszerűbb signalov.Summator digitális eszköz. Ez számítógépes egység végzi a számtani összegzése kódok száma, azaz az a célja, hogy két szám, adott bináris kódot. Vessük össze az összege tízes és a kettes szám:
Szabályzat hozzátéve bináris és decimális számok azonosak:
Ezenkívül végre bitenkénti - az LSB az idősebb;
LSB kiszámítani az összeg LSB feltételek Ai és Bi. Ez az összeg Ebben a jelölési lehet írni egy számjegyű vagy két számjegyű S1 P1 S1. A funkció P a transzfer;
minden későbbi bitek összege számjegyek adatok szempontjából Ai és Bi. ahol ha Pi-1 = 1-et adunk ezen összeg egységet (a numerikus fenti példák, ebben az esetben azt félkövér, az eredmény a mellett az i-edik számjegy van írva például a Si, vagy egyértelmű Pi Si kétjegyű szám.
Így minden számjegy kell találni az összeg Ai. Bi és Pi-1 (Ha Pi-1 = 1), azaz a meghatározzák Si és Pi. Szerint a bemenetek számát megkülönböztetni fél összeadó, egybites összeadó (OS) és a multi-bit kiegészítőket.
Ábra 3.2.3.1 - A rendszer a fél-összeadó
Ábra 3.2.3.2 - sémával, standard fél összeadó modulo 2 összeadó
Eszköz az úgynevezett fél-összeadó két bemenettel és két kimenettel rendelkezik, amelyek révén keletkezett összeg és a jeleket. A fél-összeadó hajtja végre csak egy része az összegzési problémát, mivel nem veszi figyelembe a bemenő mennyiség - transzfer a szomszédos legkisebb helyi értékű bit az adatok (lásd risunki3.2.3.1 és 3.2.3.2.). Táblázat 3.2.3.1 mutatja a fél-összeadó igazság táblázat. Az ábra 3.2.3.3 mutatja az időzítés a működési diagram polussumatora.
Táblázat 3.2.3.1 - felezési összeadó igazságtáblázatot
Ábra 3.2.3.3 - Működés kör fél-összeadó
Logikai egyenlet: S = x ^ * y + x * y ^ P = x * y
Egy-jegyű bináris összeadó két kombinációs áramkör, egy alkotó Si. második meghatározására Pi. (Lásd. Ábra 3.2.3.4 és 3.2.3.5) .Mnogorazryadny összeadó épült alapján egybites kiegészítés szabályokkal összhangban.
Ábra 3.2.3.4 - bináris összeadó áramkör odnoryazryadnogo
Ábra 3.2.3.5 - Működés kör odnoryazryadnogo bináris összeadó
Egybites kiegészítőt három bemenettel és egy összegzése feltételek és kisüti a átadása a korábbi mentesítési. (Lásd. Táblázat 3.2.3.2).
Táblázat 3.2.3.2 - táblázat összeadó igazság
Logikai egyenlet S = y1 + y2 + Y3 + Y4 Y1 = X1 ^ * x2 ^ * x3 Y2 = X1 ^ * x2 * x3 ^ Y3 = x2 ^ * x3 ^ * x1 Y4 = x1 * x2 * x3 Pi + 1 = y1 + y2 + Y3 + Y4 Y1 = X1 ^ * x2 * x3 Y2 = x1 * x2 ^ * x3 Y3 = x1 * x2 * x3 ^ Y4 = x1 * x2 * x3
Minimalizálása ezen egyenletek felhasználásával a képletét matematikai logika, építünk egy összegző az elektronikai Workbench.
Jellegétől függően a bemeneti-kimeneti kód és a szervezet folytat több bites összeadó a soros és párhuzamos működési elvét.
Vposledovatelnom összeadó hozzátéve kódok végezzük apránként kezdve a legkisebb helyiértékű összeadó keresztül kombinációja három bemenettel. Alakult az ürítést transzfer Pj + 1 késik idő Ted és Pj bemeneti összeadó idején megkapta a következő mentesítési feltételeket. Így számjegyenként egymás után végezzünk felül kódok száma. Az előnye, hogy egy soros kiegészítés az egyszerű hardver kivitelezés, és a hátránya - összeadásával elegendően hosszú ideig (lásd az ábrát 3.2.3.6.). Ábra 3.2.3.7 ábra egy idődiagram működését szemléltető a soros összeadó.
Ábra 3.2.3.6 - soros összeadó áramkör
Ábra 3.2.3.7 - chart soros összeadó
Vparallelnom összeadó elért nagyobb teljesítmény. Összefoglalva kódok szolgáltatott az összeadó bemenetek egyszerre az összes díjat. Ebből a célból minden egyes bit összeadó használják kombinációja három bemenettel, amelyeknek kimenete van kialakítva értékének összege Sj, a kibocsátás át Pj + 1 az MSB. A folyamat a carry terjedési jelkészlet ellenszolgáltatás összegének minden számjegyét. Nyilvánvaló, hogy ez idő alatt, a bemenetek az összeadó jelen vannak jelek Xi, Yi, summable megfelelő kódokat. A maximális összege az idő kapott az esetben, ha az átutalás felmerülő az első kisülés a kisülési eloszlik valamennyi (például, a felül kódok 11..11 és 00..01). Egy párhuzamos összeadó különböző általánosan használt módszerek, hogy gyorsítsák a transzfer (párhuzamos eltolás, csoport és m. N.) A, ábra egy idődiagram ilylyustriruyuschaya munka soros összeadó.
Annak vizsgálatára, a 4-es bináris összeadó rozryadny.
