برچسب مدارهای - دانلود انواع فایل

بررسی مدارهای ALU

بررسی مدارهای ALU

واحد محاسباتی، منطقی و شیفت (ALU)

در کامپیوتر، به جای اجرای ریز عملیات بر روی هر ثبات، معمولاً یک سری ثبات به یک واحد مشترک محاسباتی، منطقی و شیفت ALU متصل می‌گردند. برای اجرای یک ریز عملیات، محتوای ثبات بخصوصی در ورودی ALU مشترک قرار می‌گیرد. واحد ALU عملیات مربوط را انجام می‌دهد، و نتیجه به ثبات موردنظر منتقل ی‌شود. چون ALU یک مدار ترکیبی است، بنابراین، انتقال اطلاعات از ثبات منبع، به ALU و وارد کردن نتیجه به ثبات مقصد، در یک پریود پالس ساعت انجام می‌شود.

مدار محاسباتی

ریز عملیات ریاضی جدول (4-3) را می توان در یک مدار محاسباتی انجام داد. مبنای اولیه این مدار محاسباتی جمع کننده است که با کنترل اطلاعات ورودی به این جمع کننده، می‎توان عملیات مختلف ریاضی را انجام داد.

مدار شکل 2 یک مدار محاسباتی چهار بیتی را نشان می‎دهد. این مدار دارای 4 جمع کننده کامل FA و چهار مالتیپلکسر برای انتخاب عملیات مختلف می‎باشد. مدار مذکور دارای چهار بیت ورودی A است که مستقیماً به ورودی های X جمع کننده ها وارد می‎شود و چهار بیت عدد B ، و مکمل آنها نیز به ورودی های 0 و 1 مالتیپلکسرها متصل شده است. در ورودی دیگر مالتیپلکسرها مقادیر 0 و 1 قرار داده شده است و خروجی های مالتیپلکسرها نیز به ورودی Y جمع کننده ها اتصال دارد. چهار مالتیپلکسر مذکور توسط دو بیت انتخاب S₁S₀ کنترل می‎شوند. بیت نقلی C_in ، به ورودی کوچکترین بیت جمع کننده متصل گردیده و بقیه بیت های نقلی خروجی جمع کننده ها، به ورودی بیت های نقلی جمع

کننده بعدی، وصل شده است.

شکل (4-9)

شکل 1 : یک مدار محاسباتی 4 بیتی

خروجی جمع کننده طبق رابطه: D=A+Y+C_in

عمل جمع را انجام می دهد، که A یک عدد 4 بیتی در ورودی Y , X چهار بیت، ورودی دیگر جمع کننده، و C_in بیت نقلی ورودی می‎باشد. با کنترل نمودن مقدار Y توسط دو بیت انتخاب S₁ , S₀ ، می‎توان هشت عمل ریاضی جدول 1 را با این مدار انجام داد.

جدول 1 : جدول محاسبات ریاضی

جدول (4-4)

به ازاء S₁S₀=1 باشد، اطلاعات، از ورودی 3 مالتیپلکسرها، که برابر 1 است، وارد مالتیپلکسرها می‎شود و در نتیجه ورودی Y جمع کننده ها برابر یک است. و چون 1111 مکمل 2 عدد 0001 است، بنابراین عدد A با مکمل 2 عدد یک جمع شده یعنی از عدد A یکی کسر می گردد پس D=A-1 است (در حالتیکه C_in=0). اگر C_in=1 باشد D=A-1+C_in=A می‎شود یعنی اطلاعات ورودی عیناً به خروجی انتقال داده می‎شود.

در این شکل ورودی‌های بین i که B_i , A_I می‌باشند، وارد واحد ریاضی و منطقی می‌شوند، که با انتخاب S₁S₀، عملیات بخصوص بر روی آنها انجام می‌شود، و مالتیپلکسر 1×4، خروجی نتیجه محاسبات E_i و یا منطقی H_i را انتخاب می‌کند. دو ورودی دیگر مالتیپلکسر، ورودی‌های A_i-1 را برای عملیات شیفت راست، و A_i+1 را برای عملیات شیفت چپ. انتخاب می‌کنند. اطلاعات ورودی مالتیپلکسر خروجی، توسط متغیرهای S₃S₂ انتخاب می‌شوند. بیت نقلی خروجی C_i+1 دستگاه محاسبه، می‌بایستی به بیت ورودی نقلی C_I طبقه بعدی متصل شود. بیت نقلی ورودی اولین طبقه C_in به عنوان یک متغیر محاسباتی در عمل تفریق و یا سایر محاسبات می‌تواند بکار گیرد.

مدار شکل مذکور، یک طبقه از دستگاه محاسبه منطقی و شیفت است که با انتخاب پنج متغیر S₁S₀، S₃S₂، C_in می‌توان هشت نوع عملیات ریاضی، چهار عملیات منطقی، و دو نوع عملیات شیفت را انجام داد. اصولاً عملیات شیفت در واحد مجزا انجام می‌شود، ولی گاهی اوقات واحد شیفت قسمتی از ALU می‌باشد.

همانطوری که ملاحظه‌می‌شود، شکل (4-13) یک طبقه از مدار محاسبه منطقی و شیفت ALU است، که برای n بیت، می‌بایستی n بار تکرار گردد.

جدول (4-8) فهرست 14 نوع عملیات را در ALU نشان می‌دهد، که هشت عملیات اول، عملیات محاسباتی (جدول 4-4) است که با S₃S₂ = 00 انتخاب می‌گردند. چهار سطر بعدی عملیات منطقی می‌باشند که با S₃S₂ = 01 انتخاب می‌شوند. که در این عملیات، بیت نقلی ورودی C_in اثری ندارد، و با علامت بی‌تفاوت x نشان داده شده‌است. و دو سطر آخر عملیات شیفت است که با S₃S₂ = 01 انتخاب می‌گردند، که در این حالت سه متغیر دیگر S₁S₀C_in اثری ندارند.

خرید فایل

ادامه مطلب ...

بررسی مدارهای ALU

چهارشنبه 17 آذر 1395 ساعت 21:41

جزوه مدارهای منطقی دانشگاه علم و صنعت ایران - سری دوم

آموزش درس مدار منطقی دانشگاه علم و صنعت ایران با روش های مناسب جهت تسریع یادگیری بیان ساده حل مثال های متنوع به همراه نمونه سوال مشخصات فایل : ۱۴ فایل با فرمت PDF و حجمMB ۱۱.۵ فهرست عناوین فصل اول ndash; سیستم اعداد و کدهای کامپیوتری فصل دوم ndash; جبر بولین یا جبر منطقی فصل سوم ...

دریافت فایل

ادامه مطلب ...

جزوه مدارهای منطقی دانشگاه صنعت ایران دوم

دوشنبه 12 مهر 1395 ساعت 15:42

آشنایی با اسیلوسکوپ مدارهای اصلی اسیلوسکوپ تنظیمات پایه کلید MODE کنترل زمان کنترل ولتاژ یا دامنه اندازه گیری اختلاف پتانسیل اندازه گیری اختلاف فاز انتخاب وضعیت های DC, AC, GND آزمایش شماره 1 - اندازه گیری ولتاژ مدار های سری و موازی + محاسبات ریاضی آزمایش شماره 2 - تحلیل ...

دریافت فایل

ادامه مطلب ...

گزارش آزمایشگاه مدارهای الکتریکی

پنج‌شنبه 1 مهر 1395 ساعت 20:02

جزوه مدارهای منطقی

جزوه مدارهای منطقی ...

دریافت فایل

ادامه مطلب ...

جزوه مدارهای منطقی

چهارشنبه 31 شهریور 1395 ساعت 16:56

ابر برجسب

جدیدترین یادداشت‌ها

بایگانی

جستجو

شکل (4-9) شکل 1 : یک مدار محاسباتی 4 بیتی

شکل (4-9)

شکل 1 : یک مدار محاسباتی 4 بیتی