ALUの設計

質問

AND演算、OR演算、足し算、引き算の各機能を備える、１ビット演算装置(ALU)を設計せよ。

という問題です。

全加減器(算術演算回路)と論理演算回路の組み合わせなのは分かったのですが、組み合わせ方が分かりません。

教えて頂きたいです／

回答No.3

ninoue

各桁のALUは次のような信号で働きます。

制御信号４個(Add,Sub,And,Or)、
各桁の入力A,B, Add時の下位桁からのCarry入力、Sub時の下位桁からのBorrow入力、
各桁の計算結果:R、Add時の上位桁へのCarry出力、Sub時の上位桁へのBorror出力

なお次のように特定の桁では設定します。
最下位桁へのCarry入力/Borrow入力は0/1,
最上位桁へのBorrow入力は0

なお論理素子としては多入力NOR素子、或いは多入力NAND素子の何れかが普通使われますので、問題で指定されている方を、指定されていなければ自分でNOR/NAND素子の何れかを選んで組み立てて下さい。

また制御信号が0有意/1有意　(Add指令信号が0として指令される....)等はNOR/NAND素子の何れを基本素子として選ぶかで有利な方(必要素子が少なくなる方)を選択する等は考えて下さい。

この問題を人に聞いて解いたつもりになっても実力が付きませんので、時間が掛っても自分で解いて下さい。

補足

http://www.ie.u-ryukyu.ac.jp/~wada/digcir11/DigcirHandout7.pdf

これの1bit版みたいなのをつくってみましたが、これでも大丈夫でしょうか？

回答No.2

pixie-grasper

各演算回路の入力を1bit増やし(以降、補助ビットと呼ぶ)、その演算回路の本来の出力と補助ビットとの論理積をその演算回路の出力とし、各演算回路の出力を論理和で束ねれば、補助ビットがOnの回路だけが動いているように見えます。

あとは、どの機能を使うかによって補助ビットを適宜切り替える回路と、本来の入力を各演算回路に分配する配線を書けば良いのではないかと思います。

回答No.1

Tacosan

「組み合わせ方」は「設計」する ALU の仕様で決まります.

ということで, 仕様から読み取ってください.