算術邏輯單元（Arithmetic Logic Unit, ALU）筆記

Last Updated on 2021-05-04 by Clay

算術邏輯單元（Arithmetic Logic Unit, ALU）是一種針對二進制整數進行算術運算以及位運算的電子元件。

一個 ALU 存在 3 個匯流排（Bus）：

• 操作整數 A
• 操作整數 B
• 整數結果 Y

這些數值都是二進位整數的信號，A、B、Y 的匯流排寬度也都是相同的。

而運算碼（Opcode）則是傳遞要執行的運算元。

而 ALU 的狀態（Status）則有分成輸入及輸出。

• 輸入：狀態輸入可以讓 ALU 接收其他資訊，比方說接收從上一級的 ALU 傳遞來的『進位』訊息。
• 輸出：輸出 ALU 操作結果。
  • Carry-out：加法運算的『進位』、減法運算的『借位』以及溢出位
  • Zero：表示運算結果所有位為邏輯零
  • Negative：運算結果為負
  • Overflow：運算結果溢出，超出 Y 的數值範圍
  • Parity：表示輸出數 Y 的奇偶校驗結果，說明 Y 中的含有邏輯 1 的數量的奇偶性。
    

以上的說明大部分參考自 ALU 的 Wiki。

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References

• https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%AE%97%E8%A1%93%E9%82%8F%E8%BC%AF%E5%96%AE%E5%85%83
• https://www.youtube.com/watch?v=1I5ZMmrOfnA

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