Введение
Целью данной работы является разработка вычислительного устройства для умножения двоичных четырехразрядных чисел с фиксированной запятой без знака, представленных в прямом коде, со следующим алгоритмом умножения: на один разряд множителя, начиная со старших разрядов множителя со сдвигом частной суммы вправо.
Проектируемое вычислительное устройство состоит из арифметико-логического и управляющего устройств. Арифметико-логические устройства (АЛУ) предназначаются для выполнения арифметических и логических преобразований над операндами.
По способу действиянад операндами АЛУ делятся на последовательные и параллельные. В последовательных АЛУоперанды поступают в последовательном коде (побитно), то есть они являются одноразрядными. Недостатком последовательных АЛУ является низкое быстродействие, достоинством - простота реализации.В параллельных АЛУоперанды поступают в параллельном коде в виде 8-, 16-, 32- х разрядных слов. Операция производится одновременно над всеми битами слова.
По структуре АЛУ делятся на АЛУ с непосредственными связями и АЛУ с магистральной структурой. В первом типе межрегистровые связи внутри АЛУ осуществляются непосредственно друг с другом; во втором - обмен между регистрами осуществляется через общую шину.
По способу организации работы различают асинхронные и синхронные АЛУ. В асинхронных АЛУ определяется момент окончания текущей операции, после чего может начинаться следующая операция. В синхронных АЛУ на выполнение любых операций отводится фиксированный интервал времени, независимо от того, какая операция выполняется «короткая» (сложение, вычитание) или «длинная» (умножение, деление). Первый тип АЛУ более быстродействующий, чем второй.
По характеру использования элементов и узлов АЛУ делятся на блочныеимногофункциональные. В блочных АЛУ для каждого типа операции применяют специализированный блок обработки, например, блок умножения, блок деления, блок сложения - вычитания, блок логических операций, блок десятичной арифметики, блок арифметики с плавающей точкой. В многофункциональных АЛУ для выполнения всех типов операций используетсяодин блок, выполняющий все виды операций. В блочных АЛУ быстродействие выше, поскольку каждый блок может выполнить операции параллельно с операциями в других блоках. Однако затраты оборудования при этом возрастают. В многофункциональных АЛУ используется общее оборудование для выполнения различных типов операций. Параллелизм при выполнении операций в многофункциональных АЛУ невозможен, поэтому их быстродействие невысокое, но затраты оборудования минимальны[1].
Разрабатываемое АЛУ можно отнести к устройству с параллельным способом действиянад операндами и с непосредственными связями между регистрами.