“ALU”

(Unidad Aritmética Lógica)

- Daniel Marcos Flores Flores

Nuevo Chimbote, 2012

ALUMNO:

Concepto de la ALU en 1945

1. ANTECEDENTES ALU

John Presper Eckert John William Mauchly

idearon

Más adelante, en 1946 El IAS (Institute of Advanced Studies)

prototipo

Las partes necesarias incluían un ALU.

Von Neumann

ALU es una necesidad para una computadora

La Unidad Aritmético Lógica (UAL), o Arithmetic Logic Unit (ALU), es un circuito digital que calcula operaciones aritméticas (como adición, substracción, etc.) y operaciones lógicas (como OR, NOT, XOR, etc.), entre dos números.

2. DEFINICION

A y B son operandosR es la salidaF es la entrada de la unidad de controlD es un estado de la salida

Simbolo esquematico de la ALU

Las cuatro entradas de A se combinan con las de B generando una operación de salida de cuatro bits en F. La entrada de selección de modo S2 distingue entre las operaciones aritméticas y lógicas. Las entradas de selección S0 y S1 determinan la operación aritmética o lógica. Con las entradas S0 y S1 se pueden elegir cuatro operaciones aritméticas (con S2 en un estado) y cuatro logicas (con S2 en otro estado). Los acarreos de entrada y salida tienen sentido únicamente en las operaciones aritméticas. El diseño de una ALU implica el diseño de la sección aritmética, la sección lógica y la modificación de la sección aritmética para realizar las operaciones aritméticas y lógicas.

Sección Lógica

Los datos de entrada en una operación lógica son manipulados en forma separada y los bits son tratados como variables binarias. En la tabla se listan cuatro operaciones lógicas OR, OR - Exclusiva, AND y NOT. En el circuito, las dos líneas de selección (S1, S0) permiten seleccionar una de las compuertas de entrada, correspondientes a la función Fi .

Sección Aritmética El componente básico de la sección aritmética es un

sumador en paralelo . Las operaciones aritméticas configuradas en el circuito aritmético se presentan en la tabla . En una ALU, la suma aritmética se puede implementar con un número binario en A, otro número en la entrada B y el acarreo de entrada Cin en un valor lógico 0.

La implementación de las funciones anteriores por medio de un circuito lógico sencillo se describe a continuación. El circuito se diseña bajo el precepto de intervenir cada entrada Bi para obtener las siguientes funciones:

Por medio de estas funciones se pueden lograr las funciones de la tabla, al agregar el número Ni a la entrada A a través de un sumador en paralelo para cada etapa, teniendo en cuenta el valor de la entrada Cin. El circuito combinacional aritmético se muestra en la figura 3.12.4. En la figura, la entrada A se denomina Mi en el sumador completo.

Circuito digital que calcula operacionesAritméticas

Suma Resta Multiplicación División Comparación (mayor que, menor que, igual a)

Operaciones lógicas And Or Not

Manipulación de bit Transferencia traslación rotación de bit, etc.

FUNCIONES PRINCIPALES

OPERACIONES BASICASLa mayoría de las ALU pueden realizar las siguientes operaciones:

Operaciones aritméticas de

números enteros .

Operaciones lógicas de bits.

Operaciones de desplazamiento de bits.

OPERACIONES

A LA DERECHA A LA IZQUIERDA

Más Complejo

Más Costoso

Más espacio utilizará el Procesador

Más Energía Disipará

Opciones para implementar una operación

Cálculo en un solo ciclo de

relojCálculo

interactivo

Coprocesador.

Emulación por software.

Bibliotecas de software.

OPERACIONES COMPLEJAS

Estructura general de la Unidad Aritmético Lógica (ALU)

Acumulador

Registro auxiliar(2º Operando)

1

A.L.U.

Bus de datos

Selección de operación (U. de control)

Registro de estado o flags

0 1 1 0 0 1 0

Al Secuenciadorde la U. de Control