Классификация алу

По способу представления чисел:

• для чисел с фиксированной точкой;

• для чисел с плавающей точкой;

• для десятичных чисел.

По способу действия над операндами:

• последовательные;

В параллельных АЛУ операнды представляются параллельным кодом и операции совершаются параллельно во времени над всеми разрядами операндов.

• параллельные.

В последовательных АЛУ операнды представляются в последовательном коде, а операции производятся последовательно во времени над их отдельными разрядами. Такие АЛУ, как правило, используют конвейерный метод обработки, при котором совмещаются во времени фазы выполнения операции для различных разрядов операндов.

По выполняемым функциям АЛУ подразделяются на:

• многофункциональные;

В многофункциональных АЛУ все возможные операции для всех форм представления чисел выполняются одними и теми же схемами, которые коммутируются нужным образом в зависимости от требуемого режима работы.

• функциональные (блочные).

В блочном АЛУ операции над числами с фиксированной и плавающей точкой, десятичными и алфавитно-цифровыми полями, операции умножения выполняются в отдельных блоках. Такой подход позволяет увеличить скорость работы АЛУ за счет использования быстродействующих блоков, а также за счет организации параллельной работы этих блоков. Однако в этом случае значительно увеличиваются затраты на оборудование.

По структурной организацииАЛУ подразделяются на устройства, имеющие:

• регистровую структуру с непосредственными связями и закрепленной логикой;

• магистральную структуру с сосредоточенной памятью и логикой.

В АЛУ с регистровой структуройза каждым из регистров закреплена своя логическая схема, используемая для выполнения микрооперации (см. рис. 7.3).

Пример:

С регистром Рг1непосредственно связан преобразователь кодаПК1. С регистромРг3объединенКСМпо схеме накапливания сумматора, а сКСМ, в свою очередь, связаныПК2и комбинационная схемаКСдля мультиплексирования входных данных. На регистреРг3выполняются микрооперации сдвига вправо или влево и сброс. РегистрРг4выполняет микрооперации сдвига и непосредственно связан сПК3. Таким образом, в АЛУ с такой структурой функции хранения и преобразования информации выполняются одним и тем же операционным блоком.

Рис. 7.3. Регистровая структура с закрепленной логикой

В АЛУ с магистральной структуройрегистры выделены в отдельный блок, а схемы для преобразования информации выделены также в отдельный операционный блок (ОБ), который связан с блоками регистров по входам и выходам (см. рис. 7.4). Блок регистров (БР) осуществляет функции приема, хранения и выдачи операндов и результатов, а ОБ выполняет весь набор микроопераций над словами, хранимыми в блоке регистров. В АЛУ с такой структурой блок регистров может быть реализован или как СОЗУ, или как совокупность отдельных регистров с индивидуальными схемами управления.СтруктуражеОБимеет следующие модификации:

• последовательное соединение операционных узлов;

• параллельное соединение операционных узлов.

ПримерАЛУ с магистральной структурой с последовательным соединением узлов ОБ.

В этом АЛУ преобразователь кода ПК, комбинационный сумматорКСМи сдвигательСДВсоединены последовательно, причемПКиКСМпо входам связаны с выходными шинами блока регистров, а выходСДВ– с входной шиной блока регистров. Такая организация операционного блока дает возможность выполнять с высокой скоростью последовательности микроопераций, обеспечивающие выполнение одного слова.

Рис. 7.4. Магистральная структура с последовательным соединением операционных узлов

В случае же параллельного соединения операционных блоков АЛУ все операционные блоки: СМ,СДВ,КС,ПКпараллельно соединяются с входными и выходными шинами блока регистров, что позволяет выполнять несколько микроопераций параллельно. Выглядит это так, как показано на рис. 7.5.

Рис. 7.5. Магистральная структура с параллельным соединением операционных узлов