Арифметико-логическое устройство (АЛУ)

АЛУ предназначены для выполнения различных арифметических и логических операций над двоичными кодами включая операции сдвига. Так же как формирователи кодов и сдвигатели АЛУ являются многофункциональными комбинационными элементами. Их особенность состоит в том, что для настройки на выполнение требуемой микрооперации необходимо подать соответствующий управляющий двоичный код. Длина кода зависит от количества микроопераций, реализуемых в комбинационным элементом.

АЛУ обычно объединяют в себе функции сумматора, сдвигателя, формирователя кодов и комбинационных схем, выполняющих поразрядные логические микрооперации.

Сдвигатели – это многофункциональные комбинационные элементы, служащие для передачи кодов со сдвигом влево или вправо на 1, 2 или большее число разрядов. Кроме того, одной из микроопераций сдвигателя является передача кода со входа D на выход U без сдвига. Микрооперации, выполняемые сдвигателем, необходимы при микропрограммном выполнении арифметических команд умножения и деления.

Настройка таких многофункциональных элементов, как сдвигатель, на выполнение заданной микрооперации осуществляется двоичным управляющим кодом от управляющего автомата. На рис. 1.13 показано условное обозначение сдвигателя на структурных схемах.

Дополнительные входы CL и CR служат для подачи бита в освобождающийся разряд разрядной сетки. Выходы PL и PR служат для выдачи разрядов кода D, выходящих из разрядной сетки при сдвиге.

Функционирование рассматриваемого сдвигателя приведено в табл. 1.2.

Таблица 1.2
Y2, Y1	Микрооперация
0 0	Не используется
0 1	U := R1(CR, D); PR := D[0]
1 0	U := L1(D, CL); PL := D[n-1]
1 1	U := D

Комбинационные схемы для выполнения поразрядных логических операций легко реализуются схемотехнически, поскольку операции, выполняемые над отдельными разрядами, не влияют на другие разряды.

На рис. 1.14 приведен пример условного обозначения многоразрядной схемы ИЛИ.

На рис. 1.15 представлено условное обозначение АЛУ на структурных схемах.

На рис. 1.15 используются следующие обозначения:

D0, D1 – n- разрядные двоичные коды операндов;

CL – вход переноса. При сдвиге влево – сдвиговый вход;

CR – сдвиговый вход для сдвига вправо;

PL – выход переноса для арифметических операций, сдвиговый выход при сдвиге влево;

PR – сдвиговый выход для сдвига вправо;

F – двоичный управляющий код, который настраивает АЛУ на выполнение заданной микрооперации.

Функционирование АЛУ полностью определяется кодом F микрооперации (табл. 1.3).

Таблица 1.3