算术逻辑单元

一位全加器

• 和表达式：$S_i=A_i⨁B_i⨁C_{i-1}$
• 进位表达式：$C_i=A_i{B}_i+(A_i⨁B_i)C_{i-1}$
• 全加器（FA）是加法器的基本单元

串行加法器

• 器件少、成本低，但运算速度慢
• 一次只处理一位的加法

并行加法器

• 由多个全加器组成，同时处理多位数据
• 进位传递：$C_i=G_i+P_i{C}_{i-1}$（G 为进位生成，P 为进位传递）
• 串行进位方式（行波进位）：逐级传递，速度慢
• 并行进位方式（先行进位/超前进位）
  • 单级先行进位（CLA）：4 位先行进位电路
  • 多级先行进位（BCLA）：成组先行进位电路，兼顾速度与复杂度

ALU 的功能和结构

• 带标志加法器：产生进位、溢出、零、符号等标志位
• 算术逻辑单元（ALU）：支持算术运算和逻辑运算
• 补码加减运算部件：统一加减法运算，简化硬件设计
• ALU 是运算器的核心部件