ch46 数值的机器运算运算器的基本组成

1、读而未知则思，思而未晓则读。 第第4章章数值的数值的机器运算机器运算 读而未知则思，思而未晓则读。 4.9 运算器的基本组成与实例运算器的基本组成与实例 5.9.1 运算器结构运算器结构1.运算器的基本组成运算器的基本组成 基本的运算器包含以下几个部分：基本的运算器包含以下几个部分： 实现基本算术、逻辑运算功能的实现基本算术、逻辑运算功能的ALU， 提供操作数与暂存结果的寄存器组，提供操作数与暂存结果的寄存器组， 有关的判别逻辑和控制电路等。有关的判别逻辑和控制电路等。读而未知则思，思而未晓则读。 4.9 运算器的基本组成运算器的基本组成与实例与实例(1)带多路选择器的运算器带多路选择器的运算

2、器移位器选择器选择器R0Rn-1+1ALUR0Rn-1R0Rn-1内部总线MS0S3读而未知则思，思而未晓则读。 4.9 运算器的基本组成运算器的基本组成与实例与实例(2)带输入锁存器的运算器带输入锁存器的运算器移位器锁存器1锁存器2+1ALUMS0S3内部总线R0Rn-1读而未知则思，思而未晓则读。 4.9 运算器的基本组成运算器的基本组成与实例与实例2.运算器的内部总线结构运算器的内部总线结构(1)单总线结构运算器单总线结构运算器 运算器实现一次双操作数的运算需要运算器实现一次双操作数的运算需要分成三步。分成三步。 (2)双总线结构运算器双总线结构运算器 运算器实现一次双操作数的运算需要运

3、算器实现一次双操作数的运算需要两步。两步。读而未知则思，思而未晓则读。 4.9 运算器的基本组成运算器的基本组成与实例与实例通用寄存器特殊寄存器特殊寄存器缓冲器ALU总线1总线2读而未知则思，思而未晓则读。 4.9 运算器的基本组成与实例运算器的基本组成与实例(3)三总线结构运算器三总线结构运算器 实现一次双操作数的运算仅需要一步。实现一次双操作数的运算仅需要一步。通用寄存器特殊寄存器总线旁路器ALU总线1总线2总线3读而未知则思，思而未晓则读。 4.9 运算器的基本组成与实例运算器的基本组成与实例4.9.2 ALU举例举例1. ALU电路电路 即算术逻辑单元，又称多功能函数发生器。即算术逻辑

4、单元，又称多功能函数发生器。读而未知则思，思而未晓则读。 4. 9 运算器的基本组成与实例运算器的基本组成与实例2. 74181 四位四位ALU16种算术运算和种算术运算和16种逻辑运算。种逻辑运算。 A0、B0A3、B3：操作数输入端；：操作数输入端； F0F3：输出端；：输出端； Cn ：进位输入端；：进位输入端； Cn+4 :进位输出端；进位输出端； G* ：组进位产生函数输出端；：组进位产生函数输出端； P*：组进位传递函数输出端；：组进位传递函数输出端；M：工作方式，：工作方式，M=0为算术操作，为算术操作，M=1为逻辑操作；为逻辑操作；S0S3：功能选择线。：功能选择线。读而未知则

5、思，思而未晓则读。 4.9 运算器的基本组成与实例运算器的基本组成与实例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)读而未知则思，思而未晓则读。 4.9 运算器的基本组成与实例运算器的基本组成与实例读而未知则思，思而未晓则读。 4.9 运算器的基

6、本组成与实例运算器的基本组成与实例3. ALU的应用的应用 1组间串行进位：组间串行进位： Cn 与与Cn+4直接相连直接相连2组间并行进位组间并行进位需要增加一片先行进位部件需要增加一片先行进位部件74182）。）。 74182。 。112_P_P3_G0_P2_P1_P0_G1_G2_G3_GCnCn+xCn+yCn+z。 。2。11131079345615 14读而未知则思，思而未晓则读。 4.9 运算器的基本组成与实例运算器的基本组成与实例 74182可以产生三个进位信号可以产生三个进位信号Cn+x、Cn+y、Cn+z，并且还产生大组进位产生函，并且还产生大组进位产生函数数G*和大组进位传递函数和大组进位传递函数P*，可供组成，可供组成位数更长的多级先行进位位数更长的多级先行进位ALU时用。时用。C16