UKŁADY ARYTMETYCZNE

1. Układy arytmetyczne.

Układami arytmetycznymi nazywa się układy, umożliwiające
wykonywanie

operacji

arytmetycznych

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.

1.07.21

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.

1. Układy arytmetyczne.

1.07.21

2.1. Półsumatory

2. Sumatory.

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.

1.07.21

Sumator jest układem realizującym dodawanie

trzech bitów i w stosunku do półsumatora poszerzony
jest o dodatkowe wejście C-in (przeniesienie z
poprzedniego układu).

2.2. Sumatory.

Układ realizujący sumowanie dwóch n-bitowych

liczb

binarnych

nazywa

się

sumatorem

kaskadowym.

1.07.21

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).

3. Komparatory.

1.07.21

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.

1.07.21

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.

3.2. Komparator cyfrowy.

1.07.21

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.

1.07.21

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 74181.

Jednostka arytmetyczno-logiczna

(ALU).

A i B - operandy;
R - wyjście;
F - wejście z jednostki
kontrolnej;
D - status wyjścia.

1.07.21

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.

1.07.21

 http://www.zsz.wodzislaw.pl/aaz/klienci/utk/utk12.pd

 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thu

mb/a/a9/Full-adder.svg/360px-Full-adder.svg.png

 http://edu.i-

lo.tarnow.pl/inf/prg/005_pmc1/0005.php#sumator

 http://pl.wikipedia.org/wiki/Komparator
 http://www.zgapa.pl/zgapedia/Jednostka_arytmetycz

no-logiczna.html

 http://el.pcz.czest.pl/~za/stud/tcyfr/cw2.doc

Źródła:

1.07.21

Dziękuję za uwagę!

Autor: Michał Wójcik

1.07.21

Document Outline