计算机组成原理第二章第10讲定点运算器的组成.ppt

定点运算器的组成,2.5 定点运算器的组成,2.5.1 逻辑运算2.5.2 多功能算术/逻辑运算单元ALU2.5.3 内部总线2.5.4 定点运算器的基本结构,2.5.1 逻辑运算,1、逻辑非运算（求反）x=x0 x1x2xn,对x求逻辑非，则有 x=z=z0z1z2znzi=xi,i=0,1,2,n,2.5.1 逻辑运算,例24 x1=01001001,x2=11110000,求 x1,x2解：x1=10110110 x2=00001111,2.5.1 逻辑运算,2、逻辑加运算（逻辑或）x=x0 x1x2xn,y=y0y1y2yn则有x+y=z=z0z1z2znzi=xi+yi,i=0,1,2,n,逻辑加符号,2.5.1 逻辑运算,例25 x=10100001,y=100111011,求 x+y解：1 0 1 0 0 0 0 1x1 0 0 1 1 0 1 1y1 0 1 1 1 0 1 1z即 x+y=10111011,2.5.1 逻辑运算,3、逻辑乘运算（逻辑与）x=x0 x1x2xn,y=y0y1y2yn则有xy=z=z0z1z2znzi=xiyi,i=0,1,2,n,2.5.1 逻辑运算,例26 x=10111001,y=11110011,求 x+y解：1 0 1 1 1 0 0 1x 1 1 1 1 0 0 1 1y1 0 1 1 0 0 0 1z即 xy=10110001,2.5.1 逻辑运算,4、逻辑异运算x=x0 x1x2xn,y=y0y1y2yn则有xy=z=z0z1z2znzi=xiyi,i=0,1,2,n,2.5.1 逻辑运算,例27 x=10101011,y=11001100,求 x y解：1 0 1 0 1 0 1 1x1 1 0 0 1 1 0 0y0 1 1 0 0 1 1 1z即 xy=01100111,2.5.2 多功能算术/逻辑运算单元ALU,1.ALU基本运算思想在上述行波进位加法器基础上增加了先行进位功能。通过改变其输入端Ai和Bi来实现算术运算和逻辑运算功能。具体实现略,2.5.3内部总线,内部总线机器内部各部分数据传送频繁,可以把寄存器间的数据传送通路加以归并,组成总线结构。分类按所处位置内部总线（CPU内）外部总线（系统总线）,2.5.3内部总线,按逻辑结构单向传送总线双向传送总线按传输信息类别数据总线地址总线控制总线,2.5.4定点运算器的基本结构,设计运算器的总线结构需考虑以下因素1.数据传送的方便性2.数据传送的速率3.总线制作工艺运算器包含结构：ALU、阵列乘除器、寄存器、多路开关、三态缓冲器、数据总线等,2.5.4定点运算器的基本结构,1、单总线结构的运算器,特点：,同一时间内，只能有一个操作数放在单总线上传入两个操作数需要分时两次完成操作下速度慢控制电路简单,2.5.4定点运算器的基本结构,2、双总线结构的运算器,特点：,只需一次操作控制即可得到运算结果数据传输灵活,2.5.4定点运算器的基本结构,3、三总线结构的运算器,特点：,操作时间快算术逻辑运算可以在一个控制步骤内完成增加总线旁路器,