nandgame--Level 4.1: ALU: ALU input modifier

ALU是算术逻辑单元,是执行最基本的算术运算和逻辑运算的单元。

本任务目标:根据输入标志来执行不同的运算。

输入:Z(清零)、N(取反)、X(16位数据)

输出:Y(16位数据)

逻辑:

当Z标志为1时,输出结果为0;

当N标志为1时,输出结果要对X按位取反。

当Z标志和N标志都为1时,输出结果为对0按位取反。

当Z和N标志都不为1时,输出结果Y=X。

原材料:基本的门电路(与,或,与非,异或)、16位反向器、16位选择器。

分析:

这个运算过程分两步,第一步是先决定输出0,还是输出X。

使用一个16位选择器,S端接Z标志。

图中的异或门是为了产生“0”常量。当Z为0时,Y=X;当Z=1时,Y=0。

第二步,再对该结果取反。使用一个选择器,决定是输出刚才的结果,还是取反后的结果。

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alu