2. Классификация и принципы структурной организации алу.

        АЛУ представляет собой технические средства, обеспечивающие выполнение арифметико-логических операций над данными. АЛУ бывают: параллельными, последовательными, параллельно-последовательными.

        Параллельные АЛУ - выполняют обработку над всеми операндами сразу.         Последовательные АЛУ - обработка операндов последовательная, бит за битом.         Параллельно-последовательные - операнды обрабатываются по группам разрядов.         В общем случае АЛУ может состоять из двух блоков: блок обработки(БО), блок управления(БУ). Связь с внешним миром осуществляется через входную шину D и выходную шину R.         F - входная шина, задающая режим работы.         Работа АЛУ реализуется программой из некоторых микроопераций.         Во время работы БО характеризуется состоянием S. На основании D, S, R БО образует множество X для реализации микропрограммы, которая вырабатывается в БУ путем формирования Y.

Структурная организация бо алу. Состав узлов и их связи.

Существует два подхода в организации АЛУ: 1. Структура с непосредственными связями между операционными узлами и распределённой обработкой данных.

Присутствуют два типа узлов: регистры (Р) и комбинационные схемы (КС).

• Достоинства:

  • потенциальная возможность минимизировать аппаратные затраты;

  • эта структура самая быстрая, потому что за один такт можно сделать несколько микроопераций в различных узлах.

• Недостатки:

  • нерегулярность структуры;

  • отсутствие гибкости (схема привязана к алгоритму);

  • большая трудоёмкость при реализации оптимального варианта

2. Структура с магистральной организацией В общем виде эта структура заключается в следующем - происходит разделение на память и комбинационные схемы.

• Достоинства:

  • КС можно сделать регулярной;

  • КС может быть универсальной

По способу организации магистрали разделяют на:

• т рехмагистральные (рис.3.4, 3.5), где АЛБ - арифметико-логический блок; А и В - магистрали; рис.3.4 рис.3.5

• двухмагистральные (рис.3.6), где F - некоторая функция от А и В.

• одномагистральные (рис. 3.7).

На рис. 3.4 (два входа, один выход) и рис.3.5 - распределенная коммутация, также существует сосредоточенная коммутация (рис. 3.6), где используется мультиплексор. рис.3.6 рис.3.7 С целью уменьшения количества линий связи используют:

• двухмагистральную организацию (один вход, один выход) (рис.3.7), где БР - буферный регистр

• одномагистральная организация (вход и выход объединены) (рис.3.8) рис.3.8

3. Универсальное алу на короткие операции.

Универсальное АЛУ на "короткие" операции.

"Короткие" операции выполняются за один такт СДВ - сдвигатель, пространственная передача, сдвиги вправо, влево; Р(0) - Р(N-1) - регистры; АЛБ - выполняет двухместные и одноместные операции; РПР - регистр признаков, здесь хранятся флаги, вталкиваемые и выталкиваемые разряды сдвигателя.