🚵🏼 🐲 🦄 UDB। यह क्या है? भाग 4. दत्तपथ ALU ✋🏻 ✝️ 👩‍🔧

जैसा कि पिछली बार वादा किया गया था, हम अंकगणित और तर्क इकाई (ALU) का एक विस्तृत विश्लेषण शुरू कर रहे हैं।

चक्र की सामान्य सामग्री “UDB। यह क्या है? ”
भाग 1. परिचय। पीएलडी।
भाग 2. दत्तपथ।
भाग 3. दत्तपथ फीफो।
भाग 4. दत्तपथ ALU। (वर्तमान लेख)
भाग 5. दत्तपथ। उपयोगी छोटी चीजें।
भाग 6. प्रबंधन और स्थिति मॉड्यूल।
भाग 7. समय और नियंत्रण मॉड्यूल रीसेट करें
भाग 8. UDB को संबोधित करते हुए

21.3.2.4 दातपाथ ए.एल.यू.

ALU कोर में तीन स्वतंत्र 8-बिट प्रोग्राम योग्य कार्य होते हैं: एक अंकगणित / तर्क ब्लॉक, एक शिफ्ट रजिस्टर ब्लॉक और एक मुखौटा ओवरले ब्लॉक।

अंकगणित और तार्किक संचालन

ALU फ़ंक्शंस का चयन गतिशील रूप से कॉन्फ़िगरेशन RAM का उपयोग करके नीचे तालिका में दिखाया गया है।

तालिका 21-8। ALU कार्य

फंक [2: 0]	समारोह	आपरेशन
000	पास	Srca
001	कांग्रेस	++ srca
010	दिसम्बर	--srca
011	जोड़ें	srca + srcb
100	उप	srca - srcb
101	XOR	srca ^ srcb
110	और	srca & srcb
111	या	srca \| srcb

में ले जाते हैं

अंकगणित संचालन में कैरी का उपयोग किया जाता है। जैसा कि तालिका 21-9 में दिखाया गया है, कुछ कार्यों के लिए मूल्यों में डिफ़ॉल्ट कैरी मौजूद है।

तालिका 21-9। में कैरी करता है।

कार्यों	आपरेशन	कार्यान्वयन में डिफ़ॉल्ट कैरी
कांग्रेस	++ srca	srca + 00h + ci, जहां ci 1 है
दिसम्बर	--srca	srca + ffh + ci, जहां ci 0 है
जोड़ें	srca + srcb	srca + srcb + ci, जहां ci 0 है
उप	srca - srcb	srca + ~ srcb + ci, जहां ci 1 है

इन नियमित अंकगणितीय अनुप्रयोगों के अलावा, हाइफ़नेशन का उपयोग करने के लिए तीन और विकल्प हैं। CI SELA और CI SELB बिट्स प्रत्येक माप के लिए इनपुट में कैरी का उपयोग करने के लिए नियम निर्धारित करते हैं। डायनेमिक कॉन्फ़िगरेशन RAM प्रत्येक चक्र पर A या B कॉन्फ़िगरेशन का चयन करता है। मापदंडों को तालिका 21-10 में दिखाया गया है।

तालिका 21-10। अतिरिक्त सुविधाएँ कैरी में।

सीआई सेलेक्ट ए सीआई एसईएल बी	शासन प्रवास	विवरण
00	डिफ़ॉल्ट रूप से (डिफ़ॉल्ट)	डिफ़ॉल्ट रूप से अंकगणितीय मोड, तालिका 21-9 में वर्णित है।
01	latching (पंजीकृत)	कैरी फ्लैग जो है पिछले चक्र से स्थानांतरण का परिणाम। इस मोड का उपयोग कार्यान्वित करने के लिए किया जाता है पर ले जाने और संचालन घटाना कब्जे के साथ।
10	टुकड़े (कराई)	स्थानांतरण कहीं और उत्पन्न होता है। और इस प्रवेश द्वार पर भेज दिया। यह विधा लागू करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है प्रबंधित काउंटर।
11	जंजीरों में बंधन (जंजीर)	स्थानांतरण के बाद श्रृंखला में रखा गया है पिछला दशपथ। यह मोड कर सकते हैं एकल-चक्र को लागू करने के लिए उपयोग करें उच्च बिट दर संचालन, जिसमें दो या अधिक का उपयोग किया जाता है Datapath।

यदि कैरी फॉरवर्ड का उपयोग किया जाता है, तो इसे कई फ़ंक्शन में उपयोग किया जाता है, जैसा कि तालिका 21-11 में दिखाया गया है। कृपया ध्यान दें कि क्षय और इकाई घटाव कार्यों के लिए, सक्रिय स्थानांतरण स्तर कम है (उलटा)।

तालिका 21-11। ट्रेस कैरी इन फीचर्स।

समारोह	पोलारिटी कैरी इन	कैरी इन सक्रिय है	कैरी में निष्क्रिय है
कांग्रेस	सीधे	++ srca	Srca
दिसम्बर	उल्टे	--srca	Srca
जोड़ें	सीधे	(srca + srcb) +1	srca + srcb
उप	उल्टे	(srca - srcb) -1	(srca - srcb)

बाहर ले जाना

कैर्री - वैकल्पिक डाटापाट आउटपुट, एक सांख्यिकीय रूप से निर्दिष्ट उच्च बिट के आधार पर बनता है। मान को एक पुराने ब्लॉक में स्थानांतरण इनपुट के लिए श्रृंखला से नीचे पारित किया जा सकता है। ध्यान दें कि क्षय और घटाव कार्यों के मामले में, बाहर ले जाना उल्टा है।

तालिका 21-12। सुविधाएँ कैरी आउट।

समारोह	पोलारिटी कैरी आउट	कैरी आउट सक्रिय है	कैरी आउट इनएक्टिव है
कांग्रेस	सीधे	++ सरका == ०	Srca
दिसम्बर	उल्टे	- सुरसा == -1	Srca
जोड़ें	सीधे	srca + srcb> 255	srca + srcb
उप	उल्टे	srca - srcb <0	(srca - srcb)

स्थानांतरण संरचना

पैरामीटर्स सबसे महत्वपूर्ण बिट चुनने के लिए, कैरी आउट जनरेट करने के लिए चित्र 21-15 में दिखाए गए हैं। बाद के अंकगणितीय कार्यों के लिए कैरी किए गए मानों का उपयोग कैरी के रूप में किया जा सकता है। इस सुविधा का उपयोग चक्र का उपयोग करके उच्च क्षमता के कार्यों को लागू करने के लिए किया जा सकता है।

चित्र 21-15। ट्रांसफर ऑपरेशन।

पारी का संचालन

शिफ्ट ऑपरेशन स्वतंत्र रूप से ALU के ऑपरेशन के अनुसार होता है, तालिका 21-13 के अनुसार।

तालिका 21-13। शिफ्ट ऑपरेशन के कार्य।

शिफ्ट [1: 0]	समारोह
00	दर्रा (पास)
01	शिफ्ट लेफ्ट
10	शिफ्ट राइट
11	स्वैपिंग निबल्स (निबल स्वैप)

शिफ्ट ऑपरेशन का आउटपुट मूल्य डाटापथ के साथ जारी किया जाता है। दाईं ओर ( सॉरी ) और बाएं ( sol_msb ) पर शिफ्टिंग के लिए आउटपुट एक ही बिट्स के साथ कॉन्फ़िगर किए गए हैं। स्टैटिक कॉन्फ़िगरेशन बिट (SHIFT SEL in register CFG15) निर्धारित करता है कि कौन सी शिफ्ट आउटपुट को डाटापाथ आउटपुट के रूप में उपयोग किया जाता है। एक शिफ्ट की अनुपस्थिति में, सिग्नल सॉर और सोल_एमएसबी को क्रमशः एएलयू फ़ंक्शन के एलएसबी और एमएसबी के रूप में परिभाषित किया जाता है।

SI SELA और SI SELB कॉन्फ़िगरेशन बिट्स निर्दिष्ट ऑपरेशन के लिए डेटा ऑफ़सेट निर्धारित करते हैं। डायनेमिक कॉन्फ़िगरेशन RAM प्रत्येक घड़ी चक्र के लिए कॉन्फ़िगरेशन A या B का चयन करता है। पुश किए गए डेटा का उपयोग केवल बाएं और दाएं स्थानांतरित करते समय किया जाता है, इस इनपुट का उपयोग निबल्स को लंघन और पुनर्व्यवस्थित करते समय नहीं किया जाता है। चयनित मान और उपयोग के मामले एक सही शिफ्ट और एक लेफ्ट शिफ्ट दोनों से संबंधित हैं, और तालिका 21-14 में दिखाए गए हैं।

तालिका 21-14। कार्यों में बदलाव

एसआई एसईएल ए एसआई एसईएल बी	स्रोत स्लाइड डेटा	विवरण
00	डिफ़ॉल्ट / अंकगणित (डिफ़ॉल्ट / अंकगणित)	डिफ़ॉल्ट रूप से, DEFSI बिट का मान (स्थिर १ या ०)। हालाँकि, यदि MSB SI को लगाया जाता है, फिर स्रोत चयनित का मूल्य है उच्च क्रम बिट ALU (केवल सही बदलाव के लिए)।
01	latching (पंजीकृत)	पारी के लिए इनपुट मान सेट है वर्तमान लचर आउटपुट मूल्य कतरनी (पिछले चक्र से)। आपरेशन बाईं पारी अंतिम मान का उपयोग करती है बाईं पारी। राइट शिफ्ट ऑपरेशन का उपयोग करता है अंतिम आउटपुट शिफ्ट।
10	टुकड़े (कराई)	शिफ्ट के लिए इनपुट आता है बाह्य रूप से, ट्रेस संसाधनों (SI इनपुट) के माध्यम से।
11	जंजीरों में बंधन (जंजीर)	इनपुट बाईं पाली के लिए दाएं ब्लॉक के निकास से फेंकता है इनपुट शिफ्ट के लिए एक श्रृंखला में डाटापट दाईं ओर - बाईं ओर से।

बाईं ओर शिफ्ट करने पर आउटपुट उच्च के रूप में निर्दिष्ट बिट से लिया जाता है। जब दाईं ओर स्थानांतरित किया जाता है, तो इनपुट डेटा चयनित वरिष्ठ (MSB) स्थिति से धकेल दिया जाता है। आउटपुट, यहां तक कि जब बाईं ओर शिफ्ट किया जाता है, तब भी जब दाईं ओर शिफ्ट किया जाता है, तो कुंडी लगाई जाती है और अगले उपाय पर इसका उपयोग किया जा सकता है। इस सुविधा का उपयोग कई चक्रों में अधिक क्षमता की पारी को लागू करने के लिए किया जा सकता है।

चित्र 21-16। पारी का संचालन।

यह ध्यान देने योग्य है कि MSB को चुनकर अलग-थलग किए गए बिट्स को अभी भी स्थानांतरित कर दिया गया है। दिखाए गए उदाहरण में, बिट 7 को दाईं ओर स्थानांतरित करने के बाद भी मौन में स्थानांतरित कर दिया जाता है, और बाईं ओर स्थानांतरित होने पर बिट 5 को बिट 4 में स्थानांतरित कर दिया जाता है। एक पृथक समूह का आउटपुट (दाएं या बाएं) बिट खो जाएगा।

ALU मास्क ओवरले ऑपरेशन

UDB कॉन्फ़िगरेशन रजिस्टर के स्थिर स्थान में 8-बिट मास्क रजिस्टर मास्किंग ऑपरेशन को परिभाषित करता है। इस ऑपरेशन में, इस रजिस्टर के मूल्य के साथ एक मुखौटा (और ऑपरेशन) ALU आउटपुट पर आरोपित है। एएलयू मास्किंग ऑपरेशन का एक विशिष्ट उपयोग स्वायत्त टाइमर और काउंटरों का एक रिज़ॉल्यूशन है जो दो की शक्ति से अधिक है।

21.3.2.5। डाटापथ इनपुट्स और मल्टीप्लेक्सिंग

जैसा कि तालिका 21-15 में दिखाया गया है, प्रत्येक डाटापथ में 9 इनपुट हैं, जिसमें चैनल ट्रेसिंग के 6 इनपुट शामिल हैं। इनमें रैम, FIFO के कॉन्फ़िगरेशन पते, डेटा रजिस्टर लोड करने के लिए नियंत्रण संकेत, साथ ही डेटा इनपुट को स्थानांतरित करना और स्थानांतरित करना शामिल है।

तालिका 24-15। दातापाठ इनपुट्स

प्रविष्टि	विवरण
RAD2 RAD1 RAD0	डायनेमिक कॉन्फ़िगरेशन RAM में एसिंक्रोनस पता। पतों आठ उपयोगकर्ता-प्रोग्रामेबल 16-बिट शब्द। हर शब्द वर्तमान लूप के लिए डाटापथ नियंत्रण बिट्स है। अनुक्रम निर्देशों को इन पता इनपुटों द्वारा निर्धारित किया जा सकता है।
F0LD F1LD	यदि इस चक्र में मुर्गा लगाया जाता है, तो डेटा को चयनित FIFO में लोड किया जाता है बैटरी A0 या A1 या ALU से आउटपुट से। स्रोत का चयन Fx INSEL [1: 0] कॉन्फ़िगरेशन बिट्स का उपयोग करना। यह इनपुट झूलों के प्रति संवेदनशील है। इसका नमूना दतपत में दिया जाता है; संक्रमण का पता लगाने पर "0" से "1" तक, लोडिंग घड़ी संकेत के अगले किनारे पर होती है।
D0LD D1LD	यदि इस लूप में मुर्गा बनाया जाता है, तो Dx रजिस्टर से लोड किया जाता है इसके संबंधित फीफो एफएक्स। यह इनपुट झूलों के प्रति संवेदनशील है। इसका नमूना लिया जाता है क्लॉक Datapath; "0" से "1" तक एक संक्रमण का पता लगाने पर, लोड हो रहा है घड़ी संकेत के अगले किनारे पर होता है।
एसआई	यह एक डेटा इनपुट वैल्यू है जिसे शिफ्ट करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है दाएँ या बाएँ।
सीआई	इस कैरी वैल्यू का इस्तेमाल अगर कंट्रोल सिग्नल से होता है स्थानांतरण "रूटेड कैरी" के बराबर है।

जैसा कि चित्र 21-17 में दिखाया गया है, प्रत्येक इनपुट में 6-इन -1 मल्टीप्लेक्स है, इसलिए, सभी इनपुट विनिमेय हैं। इनपुट को दो तरीकों से संसाधित किया जाता है: या तो स्तर या अंतर द्वारा। गतिशील विन्यास की रैम में पता, साथ ही साथ शिफ्ट और डेटा मान स्तर के प्रति संवेदनशील हैं। फीफो और लोड रजिस्टर डेटा सिग्नल अंतर के प्रति संवेदनशील हैं।

चित्र 21-17। दत्तपथ इनपुट सिग्नल।

अगले लेख में, हम उपयोगी छोटी चीज़ों की समीक्षा के लिए आगे बढ़ेंगे।

UDB। यह क्या है? भाग 4. दत्तपथ ALU