2

Лекция № 9

Тема: «Сумматоры. АЛУ»

Текст лекции по дисциплине: «Цифровые устройства и

микропроцессоры»

Калининград

2016 г

Содержание

Введение.

Учебные вопросы (основная часть):

1. Сумматоры

2. Арифметико-логическое устройство

Заключение

Литература:

Основная литература

Л.1. А.К.Нарышкин «Цифровые устройств и микропроцессоры»: учеб. пособие для студ. Высш. Учебн. Заведений/ А. К. Нарышкин, 2 – е изд. - Издательский центр «Академия», 2008г. с. 108-125, 267-283

Л.2. Ю.Ф. Опадчий, О.П. Глудкин, А.И. Гуров «Аналоговая и цифровая электроника», М.Горячая линия- Телеком, 2000г. с. 603-623

Дополнительная литература

Л.5. Е.П. Угрюмов «Цифровая схемотехника», Санкт-Петербург, 2000г. с. 77-90

Л6. Ю.А. Браммер. И.Н.Пашук «Импульсные и цифровые устройства», М.-Высшая школа, 1999г. с. 275-284

Л9 Б.А.Калабеков «Цифровые устройства и микропроцессорные системы», М.: «Горячая линия - телеком», 2000 г. 143-151

Учебно-материальное обеспечение:

1. Полилюкс

2. Слайды

3. Плакаты

Введение

Процессором называется составная часть вычислительного устройства, выполняющее заданные программой действия над исходными данными и промежуточными результатами и осуществляющее управление всем вычислительным процессом и взаимодействием устройств вычислительной машины. Процессор дешифрирует и выполняет команды программы в порядке, определенном программой, организует обращения к памяти, инициирует работу отдельных устройств и обрабатывает сигналы (запросы), поступающие из устройств машины и из внешней среды (запросы прерывания), т.е. он организует взаимодействие всех устройств машины и реализует или инициирует все операции, предусмотренные системой команд машины.

Выполнение процессором программы решения задачи представляет собой последовательность операций, осуществляемых в заданном программой порядке. Каждой операции соответствует одна команда программы.

В свою очередь операция может быть разделена на более мелкие этапы, во время которых выполняются определенные элементарные действия. Элементарные действия, составляющие операцию, называются микрооперациями. Конкретный состав микроопераций и последовательность их выполнения для каждой операции определяются системой команд, логической структурой и особенностями вычислительной системы. Для разных систем понятия «операция» и «микрооперация» могут иметь различное содержание.

Так же как каждой определенной операции соответствует команда, так и каждой микрооперации в процессоре соответствует микрокоманда, представляющая собой совокупность управляющих сигналов, под действием которых осуществляется микрооперация или группа микроопераций. Таким образом, могут быть установлены следующие этапы реализации вычислительного алгоритма в процессоре: программа (алгоритм)—операция (команда) —микрооперация (микрокоманда).

Структурно процессор состоит из двух основных частей: устройства управления (УУ) и арифметико-логического устройства (АЛУ) и др. частей.

Сумматором, (составная часть АЛУ) называют узел ЦУ, реализующий операцию сложения двух чисел, представленных сигналами на его входах. Числа в любой позиционной системе складывают поразрядно. Поэтому для реализации операции сложения двух многоразрядных чисел необходимо устройство, осуществляющее суммирование цифр в одном разряде с учетом возможности переноса из соседнего младшего разряда. Наибольшее распространение в ЦУ находят сумматоры, работающие с двоичными кодами чисел из-за своей простоты и экономичности. Сумматоры многоразрядных двоичных чисел обычно строятся на основе одноразрядных комбинационных сумматоров.

Для построения одноразрядных сумматоров, реализующих функцию сложения двух двоичных цифр, используют сумматоры, имеющие два входа (одноразрядные комбинационные полусумматоры) и три входа (одноразрядные комбинационные сумматоры).

Все рассмотренные ранее последовательностные цифровые устройства служат для сложных вычислительных схем, выполняющих более сложные программные действия. Один из примеров такого сложного устройства является процессор.