CẤU TRÚC MÁY TÍNH THIẾT KẾ BỘ ALU CHO MIPS

CẤU TRÚC MÁY TÍNH THIẾT KẾ BỘ ALU CHO MIPS

CẤU TRÚC MÁY TÍNH

THIẾT KẾ BỘ ALU CHO MIPS

GVHD: TS TRƯƠNG QUANG VINH

N I DUNG Ộ

 GIỚI THIỆU VỀ MIPS ALU

I.giới thiệu mips alu

I.Hướng thiết kế :

 Thiết kế bộ alu 32 bit đơn giản

 Các phép toán thực hiện: ANH, OR,XOR,SLT

 Bảng điều khiển ngõ vào ALUcontrol:

 Dựa vào hướng thiết kế ,chia ALU thành các khối chính sau:

 Khối thực hiện : ADD,XOR ,SUB

 Khối chọn kênh :MULTIPLEXOR

II:TH C HI N Ự Ệ

1.  Kh i th c hi n Add, Sub, Xor:ố ự ệ

1.1 Phân tích:

 Kh i này s  th c hi n các phép toán ADD, SUB ố ẽ ự ệ

và XOR tín hi u vào 32 bit   Bus A và Bus B. Đ  ệ ở ể

th c hi n vi c này tr c tiên ta ph i xây d ng ự ệ ệ ướ ả ự

kh i m ch th c hi n các phép toán ADD, SUB và ố ạ ự ệXOR tín hi u 1 bit .Sau đó s  xây d ng kh i m ch ệ ẽ ự ố ạ

th c hi n ADD, SUB và XOR 32bit d a trênự ệ ự

overflow

B  c ng đ y đ (Full Adder) ộ ộ ầ ủ

ADD

b a

Rút gọn bằng bảng Karnaugh

Ph ng trình tt:ươ

sum= a xor b xor cAddIn 

cAddOut = ab + cAddIn(a+b)

Mô Ph ng ỏ

1.3.khối thực hiện phép toán xor.

Xét 2 bit vào a và b,khối này sẽ thực hiện phép toán XOR a

và b.Ta chỉ cần dùng lệnh: xor #(50) U1(a_xor_b, a, b);

Thực hiện phép toán sub

T ng t  b  c ng ta có b ng giá trươ ự ộ ộ ả ị

Mô Ph ng ỏ

LSB b ng bit d u th c s  c a k t qu  phép tr   ằ ấ ự ự ủ ế ả ừ

C  zero  ờ

 Khi k t qu  b ng 0 thì c  zero đ c set lên 1 ế ả ằ ờ ượ

 Dùng l nh nor t t c  các bit t  0 đ n 31 c a k t qu  đ  ệ ấ ả ừ ế ủ ế ả ể

ki m tra c  Zero. ể ờ

Cờ negative

 Gán c  Negative b ng bit th  31 c a k t qu  ờ ằ ứ ủ ế ả

 Bit th  31 = 1 (k t qu  âm): c  đ c set ứ ế ả ờ ượ

 Bit th  31 = 0 (k t qu  d ng): c  không đ c ứ ế ả ươ ờ ượset 

C  carryout  ờ

 Ch  xét đ i v i phép c ng tr  ỉ ố ớ ộ ừ

 C  carry chính là cAddOut ho c cSubOut c a ờ ặ ủphép c ng ho c phép tr ộ ặ ừ

Overflow chỉ xảy ra khi cộng 2 số cùng dấu

Sử dụng bộ mux 4x32 to 32 được xây dựng từ 32 bộ mux 4 to 1

Căn cứ vào 2bit điều khiển của ALUControl.

Multiplexorout

C M  N TH Y VÀ CÁC B N Đà Ả Ơ Ầ Ạ

L NG NGHE! Ắ