计算机组成原理第二章 第10讲 定点运算器的组成.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,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,ALU,2.5.3,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=x,0,x,1,x,2,x,n,对x求逻辑非，则有,x=z=z,0,z,1,z,2,z,n,z,i,=x,i,i=0,1,2,n,2.5.1,逻辑运算,例,24 x,1,=01001001,x,2,=11110000,求,x,1,x,2,解：,x,1,=10110110,x,2,=00001111,2.5.1,逻辑运算,2,、逻辑加运算（逻辑或）,x=x,0,x,1,x,2,x,n,y=y,0,y,1,y,2,y,n,则有,x+y,=z=z,0,z,1,z,2,z,n,z,i,=,x,i,+y,i,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 1,x,1 0 0 1 1 0 1 1,y,1 0 1 1 1 0 1 1,z,即,x+y,=10111011,2.5.1,逻辑运算,3,、逻辑乘运算（逻辑与）,x=x,0,x,1,x,2,x,n,y=y,0,y,1,y,2,y,n,则有,xy,=z=z,0,z,1,z,2,z,n,z,i,=,x,i,y,i,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 1,x,1 1 1 1 0 0 1 1,y,1 0 1 1 0 0 0 1,z,即,xy,=10110001,2.5.1,逻辑运算,4,、逻辑异运算,x=x,0,x,1,x,2,x,n,y=y,0,y,1,y,2,y,n,则有,xy,=z=z,0,z,1,z,2,z,n,z,i,=,x,i,y,i,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 1,x,1 1 0 0 1 1 0 0,y,0 1 1 0 0 1 1 1,z,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,