СВЕДЕНИЯ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Исследование работы арифметико-логического устройства.

Арифметико-логическим устройством (АЛУ) называется комбинационная схема, предназначенная для определения результатов выполнения математических или логических операций над одним или двумя двоичными кодами – операндами. АЛУ содержит отдельные узлы, выполняющие математические и логические операции. Для получения результата требуемой к текущему моменту времени операции на управляющие входы АЛУ подается соответствующий код, называемый кодом операции.

Вычислительные возможности АЛУ разных технологий (ТТЛ, КМОП, ЭСЛ) сходны, поэтому рассмотрим устройство и работу АЛУ на примере микросхемы К555ИП3, условное графическое обозначение которой приведено на рис.15.1.

К555ИП3 представляет собой четырёхразрядное АЛУ, предназначенное для выполнения 16 арифметических и 16 поразрядных логических операций с двумя четырёхразрядными операндами.

На схему АЛУ подаются следующие сигналы: входные операнды А0 – А3 и В0 – В3; выбор режима М; код операции S0 – S3; перенос от предыдущего разряда С0.

Рисунок 15.1. Условное графическое обозначение АЛУ типа К555ИП3.

На выходах АЛУ формируются следующие сигналы: результат операций F3 – F0; результат сравнения на равенство операндов в режиме выполнения логических операций – А=В (выход с открытым коллектором); перенос в старший разряд АЛУ – С4; генерация переноса – G; распространение переноса – Р. Выходы G и Pиспользуются для управления схемой ускоренного переноса.

АЛУ может работать как с высокими, так и с низкими активными уровнями сигналов. В зависимости от этого меняется знаки инверсии на входах и выходах микросхемы, а также таблицы истинности соответствия функцией кодам выбора операций. В данной работе обозначения выводов микросхемы и выполнимые АЛУ функции приведены для случая высоких активных уровней сигналов. Наличию переноса от предыдущего разряда при выполнении арифметических операций соответствует логический нуль на входе С. Наличию переноса в старший разряд АЛУ соответствует уровень логического нуля на выходе С4.

Вход М определяет режим работы АЛУ. Для выполнения арифметических операций на вход М должен быть подан уровень логического нуля. При подаче на вход Млогической единицы запрещается выполнение переносов между разрядами и на выходах АЛУ появляются результаты логических операций. Четырехразрядный код операции подается на входы S0-S3. В табл. 15.1 приведен перечень выполняемых логических операций в зависимости от входных управляющих сигналов

Таблица 15.1

 

Код операции	Арифметические операции (М-0)	Логические операции (М-1)
S3	S2	S1	S0

 

Примечание: символ обозначает операцию «Исключающее ИЛИ»

 

РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ

4.1. Работа АЛУ в режиме выполнения логических операций.

4.2. Работа АЛУ в режиме выполнения арифметических операций.