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ALU

定义​

ALU（Arithmetic Logic Unit，算术逻辑单元）是运算器的核心部件，负责执行算术运算和逻辑运算。

组成​

  • 加法器：一位全加器、串行加法器、并行加法器
  • 移位器：逻辑移位、算术移位、循环移位
  • 标志寄存器：零标志 ZF、进位标志 CF、溢出标志 OF、符号标志 SF

一位全加器​

  • 和：Si=Ai⊕Bi⊕Ci−1S_i = A_i \oplus B_i \oplus C_{i-1}
  • 进位：Ci=AiBi+(Ai⊕Bi)Ci−1C_i = A_i B_i + (A_i \oplus B_i) C_{i-1}

并行加法器进位方式​

  • 串行进位：逐级传递，速度慢
  • 并行进位：先行进位（CLA），速度快但电路复杂
  • 组内并行、组间串行：多级先行进位（BCLA），折中方案