Eine einfache ALU
Eine arithmetisch-logische Einheit (englisch arithmetic logic unit, daher oft abgekürzt ALU) ist ein elektronisches Rechenwerk, das in Prozessoren zum Einsatz kommt. Eine ALU kann zwei Binärwerte mit gleicher Stellenzahl (n) miteinander verknüpfen. Man spricht auch von n-Bit-ALUs.
Das allgemeine Schema einer ALU sieht folgendermaßen aus:
Die Bezeichnungen haben für gewöhnlich die folgenden Bedeutungen:
- A Akkumulator
- B Datenregister
- F Funktion
- D Statusausgabe
- R Ergebnis (Result)
Akkumulator und Datenregister sind die Operanden, Funktion bestimmt die durchzuführende Operation, das Ergebnis erhält man als Result. Darüber hinaus gibt es eine Statusausgabe, um beispielsweise Überläufe, Überträge, Vorzeichen und ähnliches anzeigen zu können.
Rückblick
Aus den vorigen Kapiteln verfügen wir über Bauteile, die
- 4 Bit Zahlen addieren können
- 4 Bit Zahlen subtrahieren können
Damit können wir eine einfache ALU konstruieren, die die Operationen Addition und Subtraktion ausführen kann.
(A1)
Baue eine einfache ALU, die zwei 4 Bit-Zahlen in Zweierkomplementdarstellung als Eingabe erhält und bei der über eine Steuerleitung gesteuert werden kann, ob die Eingaben addiert oder subtrahiert werden sollen. Verwende die Bauteile aus den vorigen Kapiteln.
