UDB. Apa ini Bagian 4. Datapath ALU

Seperti yang dijanjikan terakhir kali, kami memulai analisis terperinci dari Unit Aritmatika dan Logika (ALU).

Isi umum dari siklus “UDB. Apa ini? "
Bagian 1. Pendahuluan. Pld.
Bagian 2. Datapath.
Bagian 3. Datapath FIFO.
Bagian 4. Datapath ALU. (Artikel saat ini)
Bagian 5. Datapath. Hal-hal kecil yang bermanfaat.
Bagian 6. Modul manajemen dan status.
Bagian 7. Pengaturan waktu dan reset modul kontrol
Bagian 8. Mengatasi UDB

21.3.2.4 Datapath ALU

Inti ALU terdiri dari tiga fungsi 8-bit yang dapat diprogram independen: blok aritmatika / logika, blok register geser, dan blok masker overlay.

Operasi aritmatika dan logis

Fungsi ALU yang dipilih secara dinamis menggunakan konfigurasi RAM ditunjukkan pada tabel di bawah ini.

Tabel 21-8. Fungsi ALU

Bawa masuk

Carry in digunakan dalam operasi aritmatika. Seperti yang ditunjukkan pada tabel 21-9, nilai bawaan bawaan ada untuk fungsi tertentu.

Tabel 21-9. Fungsi Dibawa.

Selain aplikasi aritmatika biasa ini, ada tiga opsi lagi untuk menggunakan tanda hubung. Bit CI SELA dan CI SELB mengatur aturan untuk menggunakan carry in input untuk setiap ukuran. Konfigurasi dinamis RAM memilih konfigurasi A atau B pada setiap siklus. Parameter ditunjukkan pada tabel 21-10.

Tabel 21-10. Fitur Tambahan Carry In.

Jika carry forward digunakan, ia digunakan dalam sejumlah fungsi, seperti yang ditunjukkan pada tabel 21-11. Harap perhatikan bahwa untuk fungsi pengurangan dan pengurangan unit, level transfer aktif rendah (terbalik).

Tabel 21-11. Fitur Carry In yang Terlacak.

Laksanakan

Melaksanakan - output Datapath opsional, dibentuk berdasarkan bit tinggi yang ditentukan secara statis. Nilai dapat diteruskan rantai ke input transfer ke blok yang lebih tua. Perhatikan bahwa dalam kasus fungsi penurunan dan pengurangan, pelaksanaannya terbalik.

Tabel 21-12. Fitur Melaksanakan.

Struktur Transfer

Parameter carry dan untuk memilih bit yang paling signifikan, untuk menghasilkan carry ditunjukkan pada Gambar 21-15. Nilai latch yang terkunci dapat digunakan sebagai carry in untuk operasi aritmatika selanjutnya. Fitur ini dapat digunakan untuk mengimplementasikan fungsi dengan kapasitas lebih tinggi menggunakan siklus.



Gambar 21-15. Operasi transfer.

Operasi shift

Operasi shift terjadi secara independen dari operasi ALU, sesuai tabel 21-13.

Tabel 21-13. Fungsi operasi shift.

Nilai output dari operasi shift dikeluarkan dengan Datapath. Output untuk menggeser ke kanan ( sor ) dan ke kiri ( sol_msb ) dikonfigurasikan dengan bit yang sama. Bit konfigurasi statis (SEL SHIFT dalam register CFG15) menentukan shift output mana yang digunakan sebagai output Datapath. Dengan tidak adanya pergeseran, sinyal sor dan sol_msb masing-masing didefinisikan sebagai LSB dan MSB.

Bit konfigurasi SI SELA dan SI SELB menentukan offset data untuk operasi yang ditentukan. Konfigurasi dinamis RAM memilih konfigurasi A atau B untuk setiap siklus jam. Data yang didorong hanya digunakan saat menggeser ke kiri dan kanan, input ini tidak digunakan saat melewatkan dan mengatur ulang camilan. Nilai-nilai yang dipilih dan kasus penggunaan berhubungan dengan pergeseran kanan dan kiri, dan ditunjukkan pada Tabel 21-14.

Tabel 21-14. Pergeseran dalam Fungsi

Output ketika bergeser ke kiri diambil dari bit yang ditentukan sebagai tinggi. Ketika bergeser ke kanan, data input didorong dari posisi senior yang dipilih (MSB). Keluaran, bahkan ketika bergeser ke kiri, bahkan ketika bergeser ke kanan, terkunci dan dapat digunakan pada langkah berikutnya. Fitur ini dapat digunakan untuk menerapkan pergeseran kapasitas yang lebih besar dalam beberapa siklus.



Gambar 21-16. Operasi shift.

Perlu dicatat bahwa bit yang diisolasi dengan memilih MSB masih bergeser. Dalam contoh yang ditunjukkan, bit 7 masih bergeser ke sil ketika bergeser ke kanan, dan bit 5 bergeser ke bit 4 ketika bergeser ke kiri. Bit keluaran (kanan atau kiri) dari grup yang terisolasi akan hilang.

Operasi penutup masker ALU

Register mask 8-bit di ruang statis register konfigurasi UDB menentukan operasi masking. Dalam operasi ini, masker (DAN operasi) dengan nilai register ini ditumpangkan pada output ALU. Penggunaan khas dari operasi masking ALU adalah implementasi timer dan penghitung otonom dengan resolusi yang merupakan kelipatan dari kekuatan dua.

21.3.2.5. Input Datapath dan Multiplexing

Seperti yang ditunjukkan pada Tabel 21-15, setiap Datapath memiliki 9 input, termasuk 6 input dari pelacakan saluran. Ini termasuk alamat konfigurasi RAM, FIFO, sinyal kontrol untuk memuat register data, serta menggeser dan mentransfer input data.

Tabel 24-15. Input Datapath

Seperti ditunjukkan pada Gambar 21-17, setiap input memiliki multiplexer 6-in-1, oleh karena itu, semua input dapat dipertukarkan. Input diproses dengan dua cara: baik dengan level atau dengan diferensial. Alamat dalam RAM konfigurasi dinamis, serta pergeseran dan nilai data peka terhadap level. Sinyal data register FIFO dan memuat sensitif terhadap perbedaan.



Gambar 21-17. Sinyal Input Datapath.

Pada artikel selanjutnya, kita akan beralih ke ulasan hal-hal kecil yang bermanfaat.