Unidad Logica Areimetica (Labview)
Páginas: 7 (1506 palabras)
Publicado: 27 de abril de 2012
DISEÑO DE UNA UNIDAD ARITMETICA-LOGICA (ALU)
Una ALU o Unidad Aritmético Lógica (Arithmetic Logia Unit) es un circuito combinacional, es decir, un sistemas digitales cuyas salidas en cualquier instante t dependen únicamente de los valores de las entradas en ese mismo instante t (excepto retardos en la propagación de las señales por el circuito), que puede realizar tanto operaciones lógicascomo operaciones aritméticas según cierta combinación de señales de selección de operación.
En este caso dichas señales de selección de operación van a ser 3 bits, S2,S1 y S0. El primero de todos ellos, S2, será el encargado de seleccionar entre que se muestren los resultados provenientes de la unida lógica (S2=0) o de la unidad aritmética (S2=1). S1 y S0 se encargarán de la selección de laoperación a realizar dentro de dichas unidades. Las señales de datos serán 2 de 4 bits cada una, A y B.
Para comenzar, plantearemos el diseño de la ALU en dos unidades diferenciadas, unidad lógica y unidad aritmética. Las entradas de datos de cuatro bits Ai y Bi se introducirán a ambas, sin embargo a la salida deberemos que solución mostrar mediante el uso de cuatro multiplexores de dos a uno, cadouno encima de otro, para así conseguir ofrecer en la salida de la ALU sólo una solución SULi o SALi. Como ya hemos mencionado esta selección se llevará a cabo con la entrada S2.
Diseño de la unidad lógica.
La unidad lógica es la parte de la unidad aritmético lógica que se encarga de realizar los calculo de tipo lógico entre las variables Ai y Bi.
Lo primero que haremos será realizar latabla de verdad de la unidad lógica, que se utilizará cuando la entrada en S2 este a nivel bajo. Por lo que la tabla de verdad deberemos hacerla en función a cuatro entradas, las de control, S1 y S0, y las de datos Ai y Bi. La tabla de verdad únicamente deberemos hacerla una vez, sin embargo, a la hora de implementar las funciones mediante multiplexores, deberemos repetir el procedimiento cuatroveces, uno por cada bit, en este caso cuatro. Así quedarán cuatro salidas SULi (SUL0, SUL1, SUL2, SUL3) que serán el resultado de las operaciones realizadas con las entradas de datos Ai (A0, A1, A2, A3,) y Bi (B0, B1, B2, B3).
S0 | S1 | S2 | Operación Lógica |
0 | 0 | 0 | Multiplicación lógica de A y B (AND) |
0 | 0 | 1 | Suma lógica de A y el complemento de B (OR) |
0 | 1 | 0 | XOR |
0| 1 | 1 | OR |
COMPUERTA AND
Una compuerta AND tiene dos entradas como mínimo y su operación lógica es un producto entre ambas, no es un producto aritmético, aunque en este caso coincidan, para esta compuerta ambas entradas deben estar en 1.
COMPUERTA OR
Al igual que la compuerta AND, la compuerta OR posee dos entradas como mínimo y la operación lógica, será una suma entre ambas...cabe resaltar que es una suma lógica la que se emplea es decir, basta que una de ellas sea 1 para que su salida sea también 1.
COMPUERTA XOR
La compuerta XOR es una puerta lógica digital que se comporta de acuerdo a la tabla de verdad mostrada a la derecha. Cuando todas sus entradas son distintas entre sí para dos entradas A y B, o cuando el número de 1 (unos) da una cantidad impar para elcaso de tres o más entradas, su salida está en 1 o en ALTA.
Se puede ver claramente que la salida X solamente es "1" (1 lógico, nivel alto) cuando la entrada A es distinta a la B.
Esta situación se representa en Álgebra booleana como: X = (-A) * B + A * (-B).
COMPUERTA NAND
La compuerta NAND es una puerta lógica digital que implementa la conjunción lógica negada -se comporta de acuerdo a latabla de verdad mostrada a la derecha. Cuando todas sus entradas están en 1 (cero) o en ALTA, su salida está en 0 o en BAJA, mientras que cuando una sola de sus entradas o ambas están en 0 o en BAJA, su SALIDA va a estar en 1 o en ALTA.
Se puede ver claramente que la salida X solamente es "0" (0 lógico, nivel bajo) cuando la entrada A como la entrada B están en "1". En otras palabras la salida...
Una ALU o Unidad Aritmético Lógica (Arithmetic Logia Unit) es un circuito combinacional, es decir, un sistemas digitales cuyas salidas en cualquier instante t dependen únicamente de los valores de las entradas en ese mismo instante t (excepto retardos en la propagación de las señales por el circuito), que puede realizar tanto operaciones lógicascomo operaciones aritméticas según cierta combinación de señales de selección de operación.
En este caso dichas señales de selección de operación van a ser 3 bits, S2,S1 y S0. El primero de todos ellos, S2, será el encargado de seleccionar entre que se muestren los resultados provenientes de la unida lógica (S2=0) o de la unidad aritmética (S2=1). S1 y S0 se encargarán de la selección de laoperación a realizar dentro de dichas unidades. Las señales de datos serán 2 de 4 bits cada una, A y B.
Para comenzar, plantearemos el diseño de la ALU en dos unidades diferenciadas, unidad lógica y unidad aritmética. Las entradas de datos de cuatro bits Ai y Bi se introducirán a ambas, sin embargo a la salida deberemos que solución mostrar mediante el uso de cuatro multiplexores de dos a uno, cadouno encima de otro, para así conseguir ofrecer en la salida de la ALU sólo una solución SULi o SALi. Como ya hemos mencionado esta selección se llevará a cabo con la entrada S2.
Diseño de la unidad lógica.
La unidad lógica es la parte de la unidad aritmético lógica que se encarga de realizar los calculo de tipo lógico entre las variables Ai y Bi.
Lo primero que haremos será realizar latabla de verdad de la unidad lógica, que se utilizará cuando la entrada en S2 este a nivel bajo. Por lo que la tabla de verdad deberemos hacerla en función a cuatro entradas, las de control, S1 y S0, y las de datos Ai y Bi. La tabla de verdad únicamente deberemos hacerla una vez, sin embargo, a la hora de implementar las funciones mediante multiplexores, deberemos repetir el procedimiento cuatroveces, uno por cada bit, en este caso cuatro. Así quedarán cuatro salidas SULi (SUL0, SUL1, SUL2, SUL3) que serán el resultado de las operaciones realizadas con las entradas de datos Ai (A0, A1, A2, A3,) y Bi (B0, B1, B2, B3).
S0 | S1 | S2 | Operación Lógica |
0 | 0 | 0 | Multiplicación lógica de A y B (AND) |
0 | 0 | 1 | Suma lógica de A y el complemento de B (OR) |
0 | 1 | 0 | XOR |
0| 1 | 1 | OR |
COMPUERTA AND
Una compuerta AND tiene dos entradas como mínimo y su operación lógica es un producto entre ambas, no es un producto aritmético, aunque en este caso coincidan, para esta compuerta ambas entradas deben estar en 1.
COMPUERTA OR
Al igual que la compuerta AND, la compuerta OR posee dos entradas como mínimo y la operación lógica, será una suma entre ambas...cabe resaltar que es una suma lógica la que se emplea es decir, basta que una de ellas sea 1 para que su salida sea también 1.
COMPUERTA XOR
La compuerta XOR es una puerta lógica digital que se comporta de acuerdo a la tabla de verdad mostrada a la derecha. Cuando todas sus entradas son distintas entre sí para dos entradas A y B, o cuando el número de 1 (unos) da una cantidad impar para elcaso de tres o más entradas, su salida está en 1 o en ALTA.
Se puede ver claramente que la salida X solamente es "1" (1 lógico, nivel alto) cuando la entrada A es distinta a la B.
Esta situación se representa en Álgebra booleana como: X = (-A) * B + A * (-B).
COMPUERTA NAND
La compuerta NAND es una puerta lógica digital que implementa la conjunción lógica negada -se comporta de acuerdo a latabla de verdad mostrada a la derecha. Cuando todas sus entradas están en 1 (cero) o en ALTA, su salida está en 0 o en BAJA, mientras que cuando una sola de sus entradas o ambas están en 0 o en BAJA, su SALIDA va a estar en 1 o en ALTA.
Se puede ver claramente que la salida X solamente es "0" (0 lógico, nivel bajo) cuando la entrada A como la entrada B están en "1". En otras palabras la salida...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.