Разработка структурной схемы операционной части АЛУ

Проектирование операционной части АЛУ рассмотрим на примере проектирования специализированного устройства алгебраического сложения/вычитания восьмиразрядных целых чисел со знаком, заданных в прямых кодах.

Алгоритм этой операции рассмотрен в разделе 5.4. (Схемы выполнения основных операций над числами с фиксированной запятой в двоичной системе счисления), а схема алгоритма представлена на рис. 5.1 (Блок-схема выполнения алгебраического сложения, вычитания в прямом коде).

Алгоритм операции использует как сложение, так и вычитание чисел. Для реализации вычитания в примере используется дополнительный код.

В минимальном варианте операционная часть должна иметь:

· семиразрядный сумматор SM,

· два восьмиразрядных регистра РегА и РегВ (для фиксации результата можно использовать регистр одного из операндов),

· триггер кода операции/переполнения T&/v (код операции и переполнение используются в разных тактах),

· коммутирующие узлы (точки управления) и линии связи.

Начальными действиями операции будем считать прием с 9-ти разрядной шины данных кода операции (КО: сложение/вычитание) и операндов(8-ми-разрядных чисел: 7 разрядов плюс знак) на входные регистры А и В,а концом – передачу результата операции на шину данных и формирование признака переполнения(Рис. 7.1 Структурная схема ОЧ специализированного устройства алгебраического сложения/вычитания 8-ми-разрядных целых чисел со знаком, заданных в прямом коде).

Структурная схема ОЧ специализированного устройства алгебраического сложения/вычитания приводится на рис. 7.1.

Выполнение операции начинается со следующих действий:

· прием с 9-ти разрядной шины данных кода операции (КО: сложение/вычитание),

· прием операндов(8-ми-разрядных чисел: 7 разрядов плюс знак) на входные регистры РегА и РегВ.

Операция завершается следующими действиями:

· передача результата операции на шину данных ,

· формирование признака переполнения.

Целью проектирования ОЧ АЛУ является оптимальный выбор компонент, точек управления и связей на основе анализа алгоритма выполнения операции. Критериями оптимальности проектирования могут быть стоимостные или временные (быстродействие) характеристики.

Проектирование структурной схемы это творческая работа, в которой важно не только знание теории, но и практический опыт разработчика.

Рис.7.1 Структурная схема ОЧ специализированного устройства алгебраического сложения/вычитания 8-ми-разрядных целых чисел со знаком, заданных в

прямом коде.