计算机运算器4个部件,第4章计算机中及运算器部件.ppt

第4章 计算机中及运算器部件

安阳工学院 第4章 本章主要内容 运算器部件概述 定点运算器的功能、组成与设计 浮点运算与浮点运算器 运算器功能与组成概述 计算机五大功能部件之一&＃xff0c;在控制器的指挥控制下&＃xff0c;完成指定给它的运算处理功能。 运算器通常包括定点运算器和浮点运算器两种类型&＃xff1a; 定点运算器&＃xff1a;完成对整数类型数据的算术运算、逻辑类型数据的逻辑运算 浮点运算器&＃xff1a;完成对浮点类型数据的算术运算 运算器设计需要解决的问题 需要明确参加运算的数据来源&＃xff0c;运算结果的去向。运算器能直接运算的数据&＃xff0c;通常来自于运算器本身的寄存器。这些寄存器本身是暂存数据用的&＃xff0c;是由触发器构成的时序逻辑电路。 需要明确将要执行的运算功能&＃xff0c;是对数值数据的何种算术运算功能&＃xff0c;还是对逻辑数据的何种逻辑运算功能。完成数据运算功能的线路是组合逻辑电路。 运算器完成一次数据运算过程由多个时间段组成&＃xff0c;其时序关系示意表示在下图。 运算器部件只有和计算机的其他部件连接起来才能协同完成指令的执行过程。 本章主要内容 运算器部件概述 定点运算器的功能、组成与设计 浮点运算与浮点运算器 定点运算器功能与组成 完成算术与逻辑运算功能 算术逻辑单元(ALU) 暂存参加运算的数据和中间结果 通用寄存器组 乘除法运算的硬件线路支持 乘商寄存器(Q寄存器) 作为处理机内部数据通路(Data Path) 教学计算机硬件系统的组成 教学计算机运算器实例 教学计算机运算器字长16位&＃xff0c;用4片4位的位片结构的Am2901组成。 Am2901芯片的内部组成和实现的功能 怎样连接4片Am2901成为16位的运算器 怎样解决运算器实用中的几个问题&＃xff1a; (1) 运算器最低位进位输入信号 Cin 的形成 (2) 运算器4位标志位信号的接收与记忆线路 (3) 移位时最高、最低位的移位输入信号设计 8 种结果处理 3位控制码 通用寄存器 Q寄存器 Y输出 000 Q?F F 001 F 010 B?F A 011 B?F F 100 B?F/2 Q?Q/2 F 101 B?F/2 F 110 B?2F Q?2Q F 111 B?2F F Am2901的控制信号 编码 I8 I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0 000 Q F F R &＃43; S A Q 001 F S? R A B 010 B F A R? S 0 Q 011 B F F R? S 0 B 100 B F/2 Q Q/2 F RΛS 0 A 101 B F/2 F RΛS D A 110 B 2F Q 2Q F R⊕S D Q 111 B 2F F R⊕S D 0 运算器的时钟脉冲信号 运算器的时钟脉冲信号 CP 教学计算机的主频: 1.8432MH z/6 入出信号及引脚 入出信号及引脚 运算器实用中的几个问题 运算器最低位进位输入信号 Cin 的形成 运算器4位标志位信号的接收与记忆线路 移位时最高、最低位的移位输入信号设计 如何提供ALU最低位进位信号 不同指令需求