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Ejemplo Diseño ALU Con logisimII
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Practica ALU
INFORMÁTICA
INDUSTRIAL
Curso 2022-2023
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Practica ALU
En este ejemplo veremos como funciona una de las partes más imprescindibles de un procesador,
la ALU
Para ello, se necesita tener conocimientos sobre puertas lógicas y circuitos combinacionales.
http://automatizacioncompuertas.blogspot.com/
¿Que es la ALU?
Como vimos en clases, la unidad aritmético-lógica es un circuito combinacional que calcula
operaciones aritméticas (como suma, resta, multiplicación) y operaciones lógicas (suma lógica,
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desplazamiento a derechas, rotación a izquierdas, etc), entre valores (generalmente uno o dos) de los
argumentos.
La ALU es la parte fundamental de un procesador junto con la unidad de control porque es necesaria
para efectuar las operaciones matemáticas básicas. Las operaciones que implementaremos en
este ejemplo son: a simulación son:
SELECTOR OPERACIÓN
000 AND
001 OR
010 EXOR
011 NOR
100 SUMA 1 BIT
101 NADA
110 NADA
111 NADA
Salidas de la ALU:
ZERO
OVERFLOW
RESULTADO
Ahora que ya tenemos medianamente claro de que va la cosa, vamos a ello. Empezaremos
implementando un circuito sumador de dos números de 1 bit con acarreo de entrada. Para ello
debemos lo primero es obtener la tabla de verdad teniendo en cuenta las reglas de la suma en
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binario, tal y como vimos en clases para posteriormente simplificar la función por medio de los mapas
de karnaught.
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A la hora de diseñar circuitos debemos seguir una filosofía de diseño modular, por ello para el
sumador de 4 bits usaremos el sumador de antes.
Sumador de 4-bits
aaaaa
Para hacer la resta, no es necesario hacer otro circuito basta con añadir a cada una de las entradas
de uno de los sumandos una puerta XOR a un bit de control que especifique si sumamos o
restamos.
Sumador-Restador: 4 bits
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Multiplexor:
Se trata de un circuito combinacional con 2n entradas, n entradas de selección y una salida. Es decir,
solamente pasarán los datos de una de las entradas a la salida en base a la información de las
entradas de selección.
Por ello, con las distintas operaciones aritméticas y lógicas junto con el multiplexor ya tenemos todo lo
necesario para hacer la ALU, en este caso de 1 bit. Añadimos las operaciones, multiplexamos las
entradas y añadimos 3 bits de control, como 2^³ = 8, podemos direccionar hasta 8 entradas
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ALU de 7 bits:
Si lo que queremos es realizar una ALU que opere con números de 7 bits, lo que tenemos que hacer
es ampliar los buses como vimos en clases. De todas formas tendremos ocasión de realizar algún
ejemplo en clases y en caso de duda preguntar al profesor.
Por ejemplo, si lo queremos construir es un sumador de números de 4 bits, y luego rehacer la ALU,
haríamos:
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