Unidad Logica Aritmetica

PRACTICA #5: UNIDAD ALU

UNIDAD ARITMETICA LOGICA (ALU)

Esta unidad realiza cálculos como suma, resta, multiplicación y división también realiza operaciones lógicas como comparaciones. Transfiere los datos entre las posiciones de almacenamiento.

Cuenta con un registro muy importante conocido como: acumulador ACC, al realizar operaciones aritméticas y lógicas, la unidad aritmética lógicamueve datos entre ella y el almacenamiento. Los datos usados en el proceso se transfieren de su posición en el almacenamiento a la unidad aritmética lógica.

Los datos se manipulan de acuerdo con las instrucciones del programa y regresan al almacenamiento. Debido a que el procesamiento no puede efectuarse en el área de almacenamiento, los datos deben transferirse a la UAL. Para terminar unaoperación puede suceder que los datos pasen de la UAL al área de almacenamiento o varias veces.

REGISTRO DE DESPLAZAMIENTO O DE CORRIMIENTO
En el procesamiento digital de datos se necesita con frecuencia retener los datos en ciertas ubicaciones intermedias del almacenamiento temporal, con el objeto de realizar algunas manipulaciones específicas, después de las cuales los datos modificados sepueden enviar a otra localización similar.
Los dispositivos digitales donde se tiene este almacenamiento temporal se conocen como registros de corrimiento o registros de desplazamiento. Dado que la memoria y el desplazamiento de información son sus características básicas, los registros son circuitos secuenciales constituidos por flip-flops, donde cada uno de ellos maneja un bit de la palabra binaria.Por lo general se da el calificativo de registro a un conjunto de 8 o más flip-flops. Muchos registros usan flip-flops tipo D aunque también es común el uso de flip-flops JK. Ambos tipos pueden obtenerse sin dificultad como unidades comerciales. Son muy populares los de 8 bits, ya que en los computadores con frecuencia manipulan bytes de información.
Registro de Corrimiento Básico
Un registrode corrimiento básico es un conjunto de flip-flops conectados de tal forma que los números binarios almacenados en él son desplazados de un flip-flop al siguiente con cada pulso de reloj aplicado.
Con cada flanco ascendente del reloj la información se va desplazando hacia la derecha una posición.

Formas de onda de un registro de 4 bits
Tipos de Entradas y Salidas en los Registros deCorrimiento

REGISTRO ACUMULADOR
Es el registro base para las operaciones aritméticas y lógicas.
Antes de la ejecución de la instrucción contiene uno de los operandos y después de la ejecución es el que generalmente recibe el resultado.
También es registro fuente o destino de las transferencias de datos con la unidad de memoria o con el sistema de entrada o salida.

“CODIGO VHDL”
UNIDAD ALUlibrary IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; --se le aumento esta librería por las operaciones aritméticas que se requieren
use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ; --se le aumento esta librería por las señales que se requieren

entity U_ALU is
Port ( X : in STD_LOGIC_VECTOR (15 downto 5);-- puerto de entrada de la entidad solo requiere de 15 a 5 por que solo esas“x” entran a la unidad
inMBR : in STD_LOGIC_VECTOR (3 downto 0);--puerto de entrada de la entidad
CKalu: in STD_LOGIC; --puerto de entrada de la entidad
oAC : out STD_LOGIC_VECTOR (3 downto 0));-- Puerto de salida de la entidad
end U_ALU;

architecture Behavioral of U_ALU is

COMPONENT ALU -- la entidad requiere de componentes como la ALU
PORT ( MBR : in STD_LOGIC_VECTOR (3 downto 0);R : in STD_LOGIC_VECTOR (3 downto 0);
A : in STD_LOGIC_VECTOR (3 downto 0);
X : in STD_LOGIC_VECTOR (12 downto 6);-- a la ALU solo requiere 6 “x”
SAL : out STD_LOGIC_VECTOR (3 downto 0));
END COMPONENT;

COMPONENT REG4AC—la entidad también requiere de un registro
GENERIC (K: integer :=4);
PORT ( CK : in std_logic;
RESET : in std_logic;
ENABLE:...