ALU

L’Unità Aritmetico Logica, componente della CPU, effettua calcoli e operazioni logiche. Riceve in input due bus (a 64 bit nelle architetture moderne) accompagnati da un bus parallelo detto opcode (Operation Code) per configurarla (scegliere l’operazione da effettuare tra i due bus) e ritorna in output il risultato dell’operazione tra i due bus, cioè un bus altrettanto lungo.

All’interno delle ALU è SEMPRE presente un full adder (FA).

esempio di ALU semplice a 3 bit

bit	prodotti dell’ALU (stato)
N	risultato negativo
Z	risultato è 0
W	overflow
C	carry in uscita

          A (input) B  
(opcode)  |         |
	  ____v_________v____   (stato/status)
C1  ->|                 |-> N
C0  ->|       ALU       |-> Z
Rin ->|                 |-> W
      |_________________|-> C
               |
			   v
               R (risultato)

input:

• $A$
• $B$
• $C_1$:
  • vale 0 → pone a 0 l’operando $A$
  • vale 1 → passa $A$
• $C_0$:
  • vale 0 → passa $B$
  • vale 1 → passa $\overline{B}$
• $R_{in}$ è il riporto in entrata al sommatore

output:

• $Z$:
  • vale 0 se il risultato è 0
  • vale 1 se il risultato è 1
• $W$: bit di overflow

funzionamento:

$C_1$	$C_0$	$R_{in}$	risultato
0	0	0	$0+B(=B)$
0	0	1	$B+1(=\overline{B})$
0	1	0	$\overline{B}$
0	1	1	$\overline{B}+1(=B)$
1	0	0	$A+B$
1	0	1	$A+B+1(=\overline{A+B})$
1	1	0	$A+\overline{B}$
1	1	1	$A-B$

altro esempio di ALU