UKŁADY ARYTMETYCZNE.

Prezentacja na temat: "UKŁADY ARYTMETYCZNE."— Zapis prezentacji:

1 UKŁADY ARYTMETYCZNE

2 1. Układy arytmetyczne. Układami arytmetycznymi nazywa się układy, umożliwiające wykonywanie operacji arytmetycznych na liczbach, przedstawionych w zapisie dwójkowym. Ponieważ wszystkie podstawowe działania arytmetyczne: dodawanie, odejmowanie, mnożenie i dzielenie, a także wszystkie inne operacje matematyczne, wykonać można przy zastosowaniu odpowiednich algorytmów za pomocą jednego tylko działania arytmetycznego - dodawania, podstawowym układem arytmetycznym jest układ, realizujący dodawanie, nazywany sumatorem.

3 1. Układy arytmetyczne. Do układów arytmetycznych zalicza się ponadto układy do porównywania dwóch liczb, nazywane komparatorami oraz uniwersalne układy arytmetyczno – logiczne (ALU), realizujące różne operacje arytmetyczne i logiczne.

4 2. Sumatory. 2.1. Półsumatory. Półsumatorem nazywamy układ cyfrowy posiadający dwa wejścia (np: X1 i X2) oraz dwa wyjścia – sumę (Y) oraz przeniesienie (C-out). Wykonuje działanie dodawania na układzie liczb binarnych.

5 2.2. Sumatory. Sumator jest układem realizującym dodawanie trzech bitów i w stosunku do półsumatora poszerzony jest o dodatkowe wejście C-in (przeniesienie z poprzedniego układu). Układ realizujący sumowanie dwóch n-bitowych liczb binarnych nazywa się sumatorem kaskadowym.

6

7 3. Komparatory. Komparator jest układem umożliwiającym porównywanie informacji (zwykle liczb binarnych albo dwóch napięć (wykonanie analogowe). Układ ma dwa zestawy wejść (a,b) i kilka wyjść reprezentujących wynik porównania (np. a=b, a<b, a>b).

8 3.1. Komparator analogowy. Komparator analogowy porównuje napięcia (lub prądy) przyłożone do wejść, a na wyjściu podaje sygnał zależny od tego, który z sygnałów wejściowych jest większy. Komparatory wykonuje się w oparciu o wzmacniacze operacyjne. Przykładem komparatora analogowego Jest układ scalony LM339.

9 3.2. Komparator cyfrowy. Jedynka na jednym z trzech wyjść komparatora informuje, w jakiej relacji względem siebie (mniejsze, równe, większe) są liczby podawane na jego wejścia. Komparatory można łączyć kaskadowo, co umożliwia porównywanie liczb (w naturalnym kodzie dwójkowym lub w kodzie BCD) o dowolnej długości.

10 Porównanie słów wielobitowych będzie polegało na zastosowaniu odpowiedniej liczby komparatorów jednobitowych. Poniżej przedstawiony jest przykład komparatora 4-bitowego . Komparatory produkowane są jako gotowe układy - SN74LS85.

11 4. Jednostka arytmetyczno-logiczna (ALU).
A i B - operandy; R - wyjście; F - wejście z jednostki kontrolnej; D - status wyjścia. Jednostka arytmetyczno-logiczna (ALU) to jedna z głównych części procesora, prowadząca proste operacje na liczbach całkowitych. Typowe ALU ma dwa wejścia odpowiadające parze argumentów i jedno wyjście na wynik. Przykładem takiego rozwiązania jest układ

12 Operacje jakie prowadzi to: Operacje logiczne: AND, OR, NOT, XOR,
Dodawanie, Odejmowanie, negacja liczby, dodawanie z przeniesieniem, zwiększanie/zmniejszanie o 1 , Przesunięcia bitowe o stałą liczbę bitów, czasem też o zmienną liczbę, Mnożenie oraz dzielenie/modulo.

13 Źródła: http://www.zsz.wodzislaw.pl/aaz/klienci/utk/utk12.pdf

14 Dziękuję za uwagę! Autor: Michał Wójcik