网站记登录账号怎么做,同仁县wap网站建设公司,wordpress博客注册,如何 做网站跳转计算机组成原理 第八章定点运算器的组成和结构1. 算术逻辑单元(简称ALU)? 针对每一种算术运算#xff0c;都必须有一个相对应的基本硬件配置#xff0c;其核心部件是加法器和寄存器。当需完成逻辑运算时#xff0c;势必需要配置相应的逻辑电路#xff0c; 而ALU电路是既能…计算机组成原理 第八章定点运算器的组成和结构1. 算术逻辑单元(简称ALU)? 针对每一种算术运算都必须有一个相对应的基本硬件配置其核心部件是加法器和寄存器。当需完成逻辑运算时势必需要配置相应的逻辑电路 而ALU电路是既能完成算术运算又能完成逻辑运算的部件。一、ALU电路下图是ALU框图。图中Ai和Bi为输入变量Ki为控制信号Ki的不同取值可决定该电路作哪一种算术运算或哪一种逻辑运算Fi是输出函数。现在ALU电路已制成集成电路芯片如74181是能完成四位二进制代码的算逻运算部件ALUALU的基本逻辑结构是超前进位加法器它通过改变加法器的进位产生函数G和进位传递函数P来获得多种运算能力。二、快速进位链为了提高运算速度本节将通过对进位过程的分析设计快速进位链4位全加器如下图所示将4个全加器相连可得4位加法器(图2.7),但其加法时间长。这是因为其位间进位是串行传送的。本位全加和Fi必须等低位进位Ci-1来到后才能进行加法时间与位数有关。只有改变进位逐位传送的路径才能提高加法器工作速度。解决办法之一是采用“超前进位产生电路”来同时形成各位进位从而实行快速加法。我们称这种加法器为超前进位加法器。根据各位进位的形成条件可分别写出Ci的逻辑表达式C1X1Y1(X1Y1)C0G1P1C0其中: GiXi·Yi 称为进位产生函数PiXiYi 称为进位传递函数Gi的意义是当 XiYi 均为“1”时定会产生向高位的进位Pi的意义是当Xi和Yi中有一个为“1”时若同时低位有进位输入,则本位也将向高位传送进位。写成通用式为C1G1P1C0C2G2P2C1G2P2(G1P1C0) G2P2G1P2P1C0C3G3P3 G2 P3 P2G1 P3 P2P1C0C4G4P4 G3 P4 P3 G2 P4 P3 P2G1 P4 P3 P2P1C0当全加器的输入均取反码时它的输出也均取反码。(应用反演律采用与非、或非、与或非表示)将上式改写成如下根据上式可画得“超前进位产生电路”及四位超前进位加法器的逻辑图如下图2.8。基本思想---------- 由全加器扩展开来:Fi Ai ⊕Bi ⊕CiCi1AiBi BiCi CiAi加入控制参数s0~s3,对输入进行控制.此时全加器的输入变为Xi, Yi一位全加器(FA)的逻辑表达式为逻辑表达式下图为控制参数s0~s3与输入量的关系:S0 S1 Yi S2 S3 Xi0 0 ~Ai 0 0 10 1 ~AiBi 0 1 ~Ai~Bi1 0 ~Ai~Bi 1 0 ~AiBi1 1 0 1 1 ~Ai由上表,可得Xi,Yi的逻辑表达式(化简后为)Xi S3AiBi S2AiBiYi Ai S0Bi S1Bi故: XiYiYi代入进位表达式,简化为:Cni1 Yi XiCni综上所述:ALU的某一位逻辑表达式可写为:XiS3AiBi S2AiBiYiAi S0Bi S1BiFiYi⊕ Xi⊕ CnICni1Yi XiCnI4位之间采用先行进位,则由上式,每一位的进位公式可递推如下:第0位向第一位的进位: Cn1 Y0 X0Cn第1 位向第2位的进位:Cn2Y1X1Cn1 Y1Y0X1X0X1Cn第2 位向第3位的进位:Cn3 Y2X2Cn2 Y2Y1X1Y0X1X2X0X1X2Cn第3 位向第4位的进位:Cn4 Y3Y2X3Y1X2X3Y0X1X2X3X0X1X2X3Cn设: G Y3Y2X3Y1X2X3Y0X1X2X3P X0X1X2X3故: Cn4 G PCn这样,对一片ALU来说,可有三个进位输也,其中,G称为进位发生输出,P称为进位传送输出.在电路中多加这两个进位输出的目的是为了便于实现多片ALU之间的先行进位.(第0位的进位输入Cn可以直接传到最高位上去,从而实高速运算).下面通过介绍SN74181型四位ALU中规模集成电路了介绍ALU的原理。?它能执行16种算术运算和16种逻辑运算M是状态控制端MH,
