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利用SN74181芯片构成16位ALU的原理

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利用SN74181芯片构成16位ALU的原理_第1页
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2)利用SN74181芯片构成16位ALU的原理,l)组间串行进位的16位ALU的构成,,2)组间并行进位的16位ALU的构成,SN74182芯片:是一个产生并行进位信号的部件.利用SN74181提供的小组进位传递函数和进位生成函数为输入参数,以并行的方式给出每个小组(芯片)的最高位进位信号 SN74182是作为第二级并行进位系统.,SN74182的逻辑框图:,,SN74182的芯片示意图:,/G0、/G1、/G2、/G3为进位生成函数输入端;/P0、/P1、/P2、/P3为进位传递函数输入端;Cn为最低位进位信号输入端;Cn+4、Cn+8、Cn+12为进位信号输出端;/G*、/P*为以16位为一大组的进位传递函数和进位生成函数16位两级并行进位ALU框图:,,16位两级并行进位ALU工作过程:,Ai、Bi(i=1~16)、C0到达各输入端;各74181计算出G1*,P1*,G2*,P2*,G3*,P3*,G4*,P4*;74181#1计算出F1,F2,F3,F474182计算出C4,C8,C12和G1^,P1^; 74181#2,74181#3,74181#4计算出Fi(i=5~16)。

74181#4计算出C16,例:用SN74181和SN74182设计如下的32位ALU.,两重进位方式三重进位方式行波进位方式,32位两重并行进位ALU框图:,第二大组(16位),第一大组(16位),32位两重并行进位ALU工作过程:,1. Ai、Bi(i=1,32)、C0到达各输入端;2. 第一大组的各74181计算出G1*,P1*,G2*,P2*,G3*,P3*, G4*, P4*;第一大组的74181#1计算出F1,F2,F3,F4;第二大组的各74181计算出G5*,P5*,G6*,P6*,G7*,P7*, G8*,P8*3. 第一大组的74182计算出C4,C8,C12和G1^,P1^;第二大组的74182计算出G2^,P2^;,,,,4. 第一大组的各74181计算出Fi(i=5~16),第一大组的74181#4计算出C16;5. 第二大组的74181#1计算出F17,F18,F19,F20第二大组的74182计算出C20,C24,C28;6. 第二大组的各74181计算出Fi(i=21~32),第二大组的74181#4计算出C32;,32位三重并行进位ALU框图:,第二大组(16位),第一大组(16位),32位三重并行进位ALU工作过程:,Ai、Bi(i=1,32)、C0到达各输入端;第一大组的各74181计算出G1*,P1*,G2*,P2*,G3*,P3*, G4*, P4*;第一大组的74181#1计算出F1,F2,F3,F4。

第二大组的各74181计算出G5*,P5*,G6*,P6*, G7*, P7*,G8*,P8*第一大组的74182计算出C4,C8,C12和G1^,P1^;第二大组的74182计算出G2^,P2^;,,4. 第一大组的各74181计算出Fi(i=5~16),第三重的74182计算出C16,C32;5. 第二大组的74181#1计算出F17,F18,F19,F20第二大组的74182计算出C20,C24,C28;6. 第二大组的各74181计算出Fi(i=21~32)32位行波进位方式ALU框图:,,32位行波进位ALU工作过程:,Ai、Bi(i=1,32)、C0到达各输入端;74181(1)计算出F1,F2,F3,F4,C474181(2)计算出F5,F6,F7,F8,C874181(3)计算出F9,F10,F11,F12,C1274181(4)计算出F13,F14,F15,F16,C1674181(5)计算出F17,F18,F19,F20,C2074181(6)计算出F21,F22,F23,F24,C2474181(7)计算出F25,F26,F27,F28,C2874181(8)计算出F29,F30,F31,F32,C32。

2.5.2 定点运算器,运算器的结构包含:加法器通用寄存器输入数据选择电路输出数据控制电路内部总线,1.定点运算器的基本结构及工作过程:,2.运算器组成实例,(1)小型计算机的运算器运算器由以下几部分组成:ALU;通用寄存器;多路选择器;移位器;进位寄存器Cv;判零逻辑PL;,双向移位寄存器,做乘法时存放乘数,做除法时存放商16位字长两级先行进位的ALU,四选一多路选择器,三选一多路选择器,寄存最终进位值,判别16位运算结果是否为全0,实现“循环左移”, “循环右移”,“字节交换”,“直接传送”,存放原操作数、目的操作数,可作累加器,(2)位片式运算器,4位双极型位片式运算器AM2901,它将ALU、通用寄存器组、多路开关、移位器等逻辑构件集成在一个芯片内通用寄存器,寄存器写入数据,八功能的ALU3种算术运算和5种逻辑运算,4位运算结果,最高进位,最高位的取值,可作符号位,运算结果溢出信号,运算结果为零信号,执行直送、左移一位或右移一位的操作,控制数据发送的去向以及是否进行移位操作,,,G P,超前进位信号,实现乘、除运算时用作乘商存储器,AM2901选择数据来源,AM2901 运算功能,,,AM2901 选择结果处理,运算示例:,R1+R0 =>R1R1 <= B 0001R0 <= A 0000数据来源:I2 I1 I0: L L H运算功能:I5 I4 I3: L L L选择结果:I8 I7 I6: L H H,AM2902芯片示意图:,,AM2902,/G0、/G1、/G2、/G3为进位生成函数输入端;/P0、/P1、/P2、/P3为进位传递函数输入端;Cn为最低位进位信号输入端;Cn+x、Cn+y、Cn+z为进位信号输出端;/G、/P为以16位为一大组的进位传递函数和进位生成函数。

4片AM2901组成的16位定点运算器:,,。

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