ch46 數(shù)值的機器運算運算器的基本組成

1、讀而未知則思，思而未曉則讀。 第第4章章數(shù)值的數(shù)值的機器運算機器運算 讀而未知則思，思而未曉則讀。 4.9 運算器的基本組成與實例運算器的基本組成與實例 5.9.1 運算器結(jié)構(gòu)運算器結(jié)構(gòu)1.運算器的基本組成運算器的基本組成 基本的運算器包含以下幾個部分：基本的運算器包含以下幾個部分： 實現(xiàn)基本算術(shù)、邏輯運算功能的實現(xiàn)基本算術(shù)、邏輯運算功能的ALU， 提供操作數(shù)與暫存結(jié)果的寄存器組，提供操作數(shù)與暫存結(jié)果的寄存器組， 有關(guān)的判別邏輯和控制電路等。有關(guān)的判別邏輯和控制電路等。讀而未知則思，思而未曉則讀。 4.9 運算器的基本組成運算器的基本組成與實例與實例(1)帶多路選擇器的運算器帶多路選擇器的運算

2、器移位器選擇器選擇器R0Rn-1+1ALUR0Rn-1R0Rn-1內(nèi)部總線MS0S3讀而未知則思，思而未曉則讀。 4.9 運算器的基本組成運算器的基本組成與實例與實例(2)帶輸入鎖存器的運算器帶輸入鎖存器的運算器移位器鎖存器1鎖存器2+1ALUMS0S3內(nèi)部總線R0Rn-1讀而未知則思，思而未曉則讀。 4.9 運算器的基本組成運算器的基本組成與實例與實例2.運算器的內(nèi)部總線結(jié)構(gòu)運算器的內(nèi)部總線結(jié)構(gòu)(1)單總線結(jié)構(gòu)運算器單總線結(jié)構(gòu)運算器 運算器實現(xiàn)一次雙操作數(shù)的運算需要運算器實現(xiàn)一次雙操作數(shù)的運算需要分成三步。分成三步。 (2)雙總線結(jié)構(gòu)運算器雙總線結(jié)構(gòu)運算器 運算器實現(xiàn)一次雙操作數(shù)的運算需要運

3、算器實現(xiàn)一次雙操作數(shù)的運算需要兩步。兩步。讀而未知則思，思而未曉則讀。 4.9 運算器的基本組成運算器的基本組成與實例與實例通用寄存器特殊寄存器特殊寄存器緩沖器ALU總線1總線2讀而未知則思，思而未曉則讀。 4.9 運算器的基本組成與實例運算器的基本組成與實例(3)三總線結(jié)構(gòu)運算器三總線結(jié)構(gòu)運算器 實現(xiàn)一次雙操作數(shù)的運算僅需要一步。實現(xiàn)一次雙操作數(shù)的運算僅需要一步。通用寄存器特殊寄存器總線旁路器ALU總線1總線2總線3讀而未知則思，思而未曉則讀。 4.9 運算器的基本組成與實例運算器的基本組成與實例4.9.2 ALU舉例舉例1. ALU電路電路 即算術(shù)邏輯單元，又稱多功能函數(shù)發(fā)生器。即算術(shù)邏輯

4、單元，又稱多功能函數(shù)發(fā)生器。讀而未知則思，思而未曉則讀。 4. 9 運算器的基本組成與實例運算器的基本組成與實例2. 74181 四位四位ALU16種算術(shù)運算和種算術(shù)運算和16種邏輯運算。種邏輯運算。 A0、B0A3、B3：操作數(shù)輸入端；：操作數(shù)輸入端； F0F3：輸出端；：輸出端； Cn ：進位輸入端；：進位輸入端； Cn+4 :進位輸出端；進位輸出端； G* ：組進位產(chǎn)生函數(shù)輸出端；：組進位產(chǎn)生函數(shù)輸出端； P*：組進位傳遞函數(shù)輸出端；：組進位傳遞函數(shù)輸出端；M：工作方式，：工作方式，M=0為算術(shù)操作，為算術(shù)操作，M=1為邏輯操作；為邏輯操作；S0S3：功能選擇線。：功能選擇線。讀而未知則

5、思，思而未曉則讀。 4.9 運算器的基本組成與實例運算器的基本組成與實例A0_A0A1A2A3B0B1B2B3F0F1F2F3S0S1S2S3MGPA=B_Cn_Cn+4。12101113141516171819202122233456787418174181A=BS0S1S2S3MCnCn+49。 。 。 。1011139。1415161734567812181920212223_G_P_A1_A2_A3_B0_B1_B2_B3_F0_F1_F2_F3(a)(b)讀而未知則思，思而未曉則讀。 4.9 運算器的基本組成與實例運算器的基本組成與實例讀而未知則思，思而未曉則讀。 4.9 運算器的基

6、本組成與實例運算器的基本組成與實例3. ALU的應(yīng)用的應(yīng)用 1組間串行進位：組間串行進位： Cn 與與Cn+4直接相連直接相連2組間并行進位組間并行進位需要增加一片先行進位部件需要增加一片先行進位部件74182）。）。 74182。 。112_P_P3_G0_P2_P1_P0_G1_G2_G3_GCnCn+xCn+yCn+z。 。2。11131079345615 14讀而未知則思，思而未曉則讀。 4.9 運算器的基本組成與實例運算器的基本組成與實例 74182可以產(chǎn)生三個進位信號可以產(chǎn)生三個進位信號Cn+x、Cn+y、Cn+z，并且還產(chǎn)生大組進位產(chǎn)生函，并且還產(chǎn)生大組進位產(chǎn)生函數(shù)數(shù)G*和大組進位傳遞函數(shù)和大組進位傳遞函數(shù)P*，可供組成，可供組成位數(shù)更長的多級先行進位位數(shù)更長的多級先行進位ALU時用。時用。C16