быть равен 1, то и запускаться будет ровно один из четырех вентилей И. Остальные три вентиля будут выдавать 0 независимо от значений А и В.
АЛУ может выполнять не только логические и арифметические операции над переменными Л и В, но и делать их равными нулю, отрицая ENA (сигнал разрешения А) или ENB (сигнал разрешения В). Можно также получить Л, установив сигнал INVA (инверсия Л). Зачем нужны сигналы ENA, ENB и INVA, мы узнаем в главе 4. При нормальных условиях и ENA, и ENB равны 1, чтобы разрешить поступление обоих входных сигналов, а сигнал INVA равен 0. В этом случае Л и В просто поступают в логическое устройство без изменений.
В нижнем правом углу находится полный сумматор для подсчета суммы Л и В, а также для осуществления переносов. Переносы необходимы, поскольку несколько таких схем могут быть соединены для выполнения операций над целыми словами. Одноразрядные схемы, подобные показанной на рис. 3.18, называются разрядными микропроцессорными секциями. Они позволяют разработчику строить АЛУ любой разрядности. На рис. 3.19 показана схема 8-разрядного АЛУ, составленного из восьми одноразрядных секций. Сигнал INC (увеличение на единицу) нужен только для операций сложения. Он дает возможность вычислять такие суммы, как Л+1иЛ + 5+1.
Рис. 3.19. Восемь одноразрядных секций, соединенных в 8-разрядное АЛУ. Для упрощения схемы сигналы разрешения и инверсии не показаны
Тактовые генераторы
Во многих цифровых схемах все зависит от порядка выполнения операций. Иногда одна операция должна предшествовать другой, иногда две операции должны происходить одновременно. Для контроля временных параметров в цифровые схемы встраиваются тактовые генераторы, позволяющие обеспечить синхронизацию. Тактовый генератор — это схема, которая вызывает серию импульсов. Все импульсы одинаковы по длительности. Интервалы между последовательными импульсами также одинаковы. Временной интервал между началом одного импульса и началом следующего называется временем такта. Частота импульсов обычно составляет от 1 до 500 МГц, что соответствует времени такта от 1000 до 2 не. Частота тактового генератора обычно контролируется кварцевым генератором, позволяющим добиться высокой точности.
В компьютере за время одного такта может произойти множество событий. Если они должны осуществляться в определенном порядке, то такт следует разделить на подтакты. Чтобы достичь лучшего разрешения, чем у основного тактового генератора, нужно сделать ответвление от задающей линии тактового генератора и вставить схему с определенным временем задержки. Так порождается вторичный сигнал тактового генератора, сдвинутый по фазе относительно первичного (рис. 3.20, а). Временная диаграмма, показанная на рис. 3.20, б, предлагает четыре точки начала отсчета времени для дискретных событий:
1. Фронт Су
2. Спад С\.
3. Фронт С2.
4. Спад С2.
Связав различные события с разными перепадами (фронтами и спадами), можно достичь требуемой последовательности выполнения действий. Если в пределах одного такта нужно более четырех точек начала отсчета, можно сделать еще несколько ответвлений от задающей линии с различным временем задержки.