АЛУ AVR

Микроконтроллеры / Для начинающих / Архитектура /

Микроконтроллеры для начинающих Что нужно для того, чтобы стать профессиональным разработчиком программ для микроконтроллеров и выйти на такой уровень мастерства, который позволит с лёгкостью найти и устроиться на работу с высокой зарплатой (средняя зарплата программиста микроконтроллеров по России на начало 2017 года составляет 80 000 рублей). Подробнее...

АЛУ - это Арифметико-Логическое Устройство (ALUArithmetic Logic Unit).

Арифметико-логическое устройство является составной частью почти любого микроконтроллера, микропроцессора, процессора. Правда, в старых микропроцессорных системах АЛУ могло быть выполнено в виде отдельной микросхемы или даже нескольких микросхем. В совсем старых ЭВМ АЛУ выполнялось в виде нескольких отдельных электронных модулей.

Арифметико-логическое устройство выполняет, как нетрудно догадаться, арифметические и логические операции.

Высокопроизводительное ALU в микроконтроллерах семейства AVR работает в непосредственной связи со всеми 32-мя регистрами общего назначения (РОН).

Арифметические операции между двумя РОН, или между регистром и непосредственным значением выполняются за один такт.

Функции арифметико-логического устройства

Операции АЛУ подразделяются на три основные категории:

  1. Арифметические.
  2. Логические.
  3. Поразрядные (битовые).

Арифметико-логическое устройство микроконтроллера семейства AVR

Как видно из рисунка, при выполнении своих функций АЛУ AVR берёт значения регистров непосредственно из набора РОН. Непосредственные значения (константы) от других источников (например, из памяти или от устройств ввода) АЛУ получает также из РОН, но в РОН они попадают через шину данных.

После выполнения операции АЛУ передаёт результат на шину данных, а оттуда данные поступают в приёмник (обычно также один из РОН).

Некоторые реализации архитектуры AVR также содержат мощный умножитель, поддерживающий как знаковое/беззнаковое умножение, так и операции с вещественными числами. Более подробно об этом можно узнать в документации по инструкциям процессора.

Как уже было сказано, АЛУ поддерживает арифметические и логические операции между регистрами или между константой и регистром. Операции с одним регистром также могут выполняться в АЛУ. После арифметической операции регистр состояния (Status Register) обновляется для отображения сведений о результате операции.

На рисунке ниже представлена временная диаграмма одного цикла работы АЛУ.

Один цикл работы АЛУ AVR

На рисунке показана общая схема внутренней синхронизации при выполнении операции с регистрами. В этом примере за один такт выполняется операция АЛУ с использованием двух операндов из регистров (источника и приёмника), а результат сохраняется обратно в регистр-приёмник.

При этом получение значений регистров занимает примерно 1/3 такта. Следующие 1/3 такта выполняется операция АЛУ. И, наконец, ещё примерно 1/3 такта занимает запись результата обратно в регистр.


Подписаться на канал в YouTube

Вступить в группу "Основы программирования"

Подписаться на рассылки по программированию

Микроконтроллеры для ЧАЙНИКОВ Микроконтроллеры для ЧАЙНИКОВ

Бесплатная рассылка о микроконтроллерах. Рассылка содержит как бесплатную информацию для начинающих, так и ссылки на платные продукты (книги, видеокурсы и др.) для тех, кто захочет вникнуть в тему более глубоко. Подробнее...

Инфо-МАСТЕР ®
Все права защищены ©
e-mail: mail@info-master.su

Яндекс.Метрика