运算器、算术逻辑单元、累加器、状态寄存器、通用寄存器
ALU
算术逻辑单元
运算器当中最重要的部分就是算术逻辑单元
算术运算:加减乘除
逻辑运算:与或非异或
辅助功能:移位、求补
接受一个输入信号,在接收一个控制信号,根据控制信号所给的控制信息对输入信号进行操作,产生输出信号。
数字电路基础知识补充
逻辑符号
与或非
与门的天然逻辑:“屏蔽”(当a是0的时候,不论b是什么都输出0)
复合逻辑
半导体电路实现起来方便。
与门的天然逻辑“屏蔽”
异或的天然逻辑“加法”“奇偶“
同或(了解即可)
加法器
组合逻辑电路设计-一位全加器
与+异或(半加器)
还需要一个进位器
[C_i = G_i+P_iC_{i-1}
]
串行加法器
只有一个全加器,数据逐位串行输入到加法器中进行计算
如果操作数长n位,加法就要分n次进行,每次产生一位和,并且串行逐位地送回寄存器。
并行加法器
串行进位的并行加法器:把n个全加器串接起来,就可进行两位数的相加。
串行进位又称为行波进位,每一级进位直接依赖于前一级的进位,即进位信号是逐级形成的。
这样进位是比较麻烦的,要从下一级获得进位,需要等待
改进
[C_i=G_i+P_iC_{i-1}
]
[G_i=A_iB_i,P_i=A_i⊕B_i
]
[C_1=G_1+P_1C_0
]
[由上面的式子的,C_2=G_2+P_2C_1=G_2+P_2G_1+P_2p_1C_0
]
并进进位的并行加法器:各级进位信号同时形成,又称为先行进位、同时进位。
单极先行进位方式,又称为组内并行、组间串行进位方式。
多级先行进位方式,又称为组内并行、组间并行进位方式
ALU芯片的组织
串行
并行