Práctico Nº 3: Unidad Aritmético-Lógica (ALU) Antecedentes Teóricos: Los número binarios son sumados usando sumadores binarios, que son circuitos combinacionales (combinaciones de compuertas lógicas). Otros circuitos combinacionales realizan una variedad de operaciones lógicas y aritméticas. Si se agrupan estos circuitos en una unidad a la que se agrega una lógica de selección de operaciones, se tiene una unidad aritmético-lógica (ALU). El circuito 74LS181 es una ALU que realiza 16 operaciones de aritmética binaria sobre dos operandos binarios de cuatro bits. La operación es seleccionada mediante cuatro líneas de selección de función (S0, S1, S2 y S3). Las funciones del 74LS181 se dividen en aritméticas y lógicas, usándose una entrada de “modo” para escoger entre ambas funciones. Notar que las funciones aritméticas utilizan la entrada de acarreo (Cin), mientras que las funciones lógicas no. 74LS181 El 74LS181 consta de: - Cuatro entradas para el operando A. - Cuatro entradas para el operando B. - Cuatro entradas de selección (S0 a S3) que determina cual función lógica o aritmética debe ser calculada. - Una entrada de modo (M) que determina si la operación a ejecutarse será lógica o aritmética. - Una entrada de acarreo (Cin). - Cuatro líneas de salida para el resultado (F0 a F3). - Una salida de acarreo (Cout). - Una salida de comparación A=B. La ALU puede ejecutar: - 16 operaciones lógicas. - 5 operaciones aritméticas. - 8 operaciones combinadas aritméticas/lógicas. La tabla de funciones de la ALU 74LS181 es la siguiente. Tener en cuenta que el símbolo + en la tabla indica una operación OR bit a bit entre los operandos A y B, es decir que no representa una suma aritmética. La suma y resta aritmética están representadas por las palabras plus y minus. dksdkñld Docentes )) Ing. Rodrigo Furlani – Ing. Domingo Guarmaschelli 1 Desarrollo del práctico: El circuito de prueba a utilizar es el siguiente: Se utilizarán los dos contadores de cuatro bits como registros de memoria en donde se almacenarán los 3 0 7 4 operandos A y B de la ALU. El contador 1 (2 a 2 ) almacenará el operando A, y el contador 2 (2 a 2 ) almacenará el operando B. Las entradas S (selección de función) se encuentran conectadas a las llaves A, B, C y D (D es el bit más significativo, A es el bit menos significativo). La entrada de acarreo (Cin) se encuentra conectada a la llave E. Para cargar los operandos en los contadores se deben fijar los valores de las llaves A a D, y conectar por un momento la entrada de carga del contador (LD) a masa. 1. Configurar la ALU en modo lógico. Para esto la entrada de modo debe colocarse en +5V. La placa EB-134 posee una resistencia pull-up que ya lleva la entrada de modo a +5V, por lo que por defecto la ALU ya se encuentra configurada en modo lógico. dksdkñld Docentes )) Ing. Rodrigo Furlani – Ing. Domingo Guarmaschelli 2 2. Completar la siguiente tabla: S3 - S0 0000 0001 0011 0100 0101 0110 1001 1010 1011 1100 1110 1111 B3 - B0 XXXX 0001 XXXX 1011 0101 1001 1100 1010 1011 XXXX 1100 XXXX A3 - A0 1010 0011 XXXX 1110 XXXX 1100 1000 XXXX 1110 XXXX 1001 0110 F3 F2 F1 F0 FUNCION 3. Configurar la ALU en modo aritmético. Para esto llevar a masa la entrada de modo de la ALU. 4. Configurar la ALU de forma que no haya acarreo de entrada. Como esta entrada de la ALU opera en lógica negada, la entrada Cin debe setearse a 1 lógico. La entrada Cin se encuentra conectada a la llave E, por lo tanto esta llave debe setearse en 1 lógico para que no haya acarreo de entrada. 5. Completar la siguiente tabla: S3 - S0 0000 0001 0011 0100 0101 0110 1010 1011 1100 1110 1111 dksdkñld B3 - B0 XXXX 0011 XXXX 0110 0101 1001 0011 1011 XXXX 1100 XXXX A3 - A0 1001 0100 XXXX 0011 1110 1100 1111 1110 1100 1001 1100 F3 F2 F1 F0 Docentes )) Ing. Rodrigo Furlani – Ing. Domingo Guarmaschelli FUNCION 3