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Circuiti Aritmetico-Logici in un PC, le operazioni aritmetiche e logiche tra i dati sono svolte nellALU (Arithmetic Logic Unit) con la supervisione della.

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Presentazione sul tema: "Circuiti Aritmetico-Logici in un PC, le operazioni aritmetiche e logiche tra i dati sono svolte nellALU (Arithmetic Logic Unit) con la supervisione della."— Transcript della presentazione:

1 Circuiti Aritmetico-Logici in un PC, le operazioni aritmetiche e logiche tra i dati sono svolte nellALU (Arithmetic Logic Unit) con la supervisione della CU (Control Unit). In particolare la ALU può svolgere: operazioni aritmetiche: +,-,*,/ operazioni logiche: AND, OR, NOT, EX-OR, complemento a 1, a 2,… operazioni di scorrimento e rotazione architettura di Von Neumann esempio: la CU preleva dalla memoria unistruzione di somma (es. ADD AX,BX) la CU comanda la ALU, mediante opportuni segnali di controllo, ed eseguire la somma dei dati contenuti nei due registri AX, BX il risultato viene memorizzato nel registro AX

2 Somma binaria ad ogni passo del processo di addizione: si esegue la somma di 3 bit: il bit del primo addendo, il corrispondente bit del secondo addendo e un bit di riporto dalla posizione precedente il risultato produce 2 bit: un bit di somma e un bit di riporto che sarà sommato nella posizione successiva questo processo è seguito per i bit di ciascun peso

3 Sommatore completo (FA, Full Adder) ABC in SC out

4 Sommatore parallelo (ripple carry)

5 Propagazione del riporto t carry_out =n*t P,FA allaumentare del numero di bit il tempo di generazione del carry_out diventa eccessivo sommatori Look-Ahead-Carry (LAC): utilizzano delle porte logiche per generare il riporto in anticipo, in quanto ognuno di essi può essere espresso come funzione logica solo degli ingressi A e B e del carry_in: es: i sommatori LAC realizzano un buon compromesso tra velocità di risposta e complessità circuitale

6 Sottrazione binaria qualunque sottrazione binaria (es: 45-18=27) può essere trasformata in una somma utilizzando la rappresentazione in complemento a 2 del numero negativo:

7 Impiego del sommatore per eseguire differenze

8 ALU Lunità aritmetico logica (ALU) è in grado di compiere operazioni logiche ed aritmetiche su dati espressi in forma binaria A, B = dati di ingresso (operandi) R = risultato carry = (eventuale) riporto generato in uscita S0…S3 (linee di selezione) = definiscono loperazione da compiere lALU è un circuito combinatorio e programmabile

9 Unità Logica nellunità logica (LU), ciascun bit del primo operando viene portato, insieme al corrispondente bit del secondo operando, allingresso di diverse porte logiche; luscita di ciascuna porta viene portata ad un MUX perciò, tramite le linee di selezione, è possibile scegliere loperazione voluta S1S1 S0S0 operazione 00 AB 01 A+B 10 A B 11 not A

10 Unità Aritmetica per costituire lunità aritmetica (AU) è necessario utilizzare 8 full-adder in cascata, in modo che il C out di uno sia collegato al C in del successivo; ad ogni FA vengono poi inviati direttamente i bit del primo operando, mentre attraverso un MUX è possibile inviare al secondo ingresso del FA: B not B le linee S 1,S 0 agiscono direttamente sugli ingressi di selezione del MUX mentre lulteriore segnale di selezione S 2 consente di immettere o meno un bit di carry allingresso del primo FA

11 Unità Aritmetica S2S2 S1S1 S0S0 operazione 000 A+0=A 001 A A+B 011 A-B A A 110 A+B A-B

12 Unione dei sottosistemi LU, AU


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