ALU

RESUMEN

Se simulo el funcionamiento de una unidad lógico-matemática (ALU) de un procesador, a partir de la implementación de un circuito Multiplexor y compuertas lógicas.

INTRODUCCIÓN

La unidad aritmético lógica es un circuito digital que calcula operaciones aritméticas (suma, resta, multiplicación, etc.) y operaciones lógicas.

Las ALUs existen en todo circuito electrónico moderno, desde realizar incrementos de 1 al tiempo actual, en contadores de circuitos sencillos y en calculadoras básicas, hasta en los procesadores sofisticados.

Von Neumann explicó que una ALU es un requisito fundamental para una computadora, porque  tendrá que efectuar operaciones matemáticas básicas.

DESARROLLO

El multiplexor utilizado es un 4051, el cual contiene 8 canales de entrada (x0-x7) y 3 de control (A, B, C).  Se utilizaran 4 entradas en el multiplexor,  se consideran las variables de control a y b que permitirán controlar los canales de entrada y así obtener una salida en x. Las compuertas lógicas utilizadas son AND, OR, XOR, y NOT. Las primeras 3 tienen dos variables como datos de entrada, A y B, mientras que la cuarta solo será A. Se muestra el diagrama lógico de la conexión de elementos del circuito digital.

Cada operación están dadas por dos Push Bottons, que fungen como entradas digitales de datos , los cuales entran a las compuertas lógicas. Cada compuerta realiza su operación y da una salida respectivamente, las cuales son recibidas en las entradas x0-x3 del multiplexor, que funge como receptor de datos.

La Tabla muestra el comportamiento del circuito lógico. Las variables de control (a y b ) determinaran que operación es la que debe mostrar x el cual esta conectado a un led para ver su funcionamiento.

VARIABLES DE CONTROL		CANAL DE ENTRADA	OPERACIÓN	VARIABLES DE DATOS		SALIDA
a	b			A	B	X
0	0	X0	AND	0	0	0
				0	1	0
				1	0	0
				1	1	1
0	1	X1	OR	0	0	0
				0	1	1
				1	0	1
				1	1	1
1	0	X2	XOR	0	0	0
				0	1	1
				1	0	1
				1	1	0
1	1	X3	NOT	0	0	1
				0	1	1
				1	0	0
				1	1	0

A pesar de recibir los cuatro datos de cada operación, el multiplexor solo permite que una entrada sea la que salga como resultado en X, esto dependiendo lo que las variables de control estén indicando.

CONCLUSIONES

La unidad aritmética lógica es una función multi-operación digital de lógica combinacional, esta puede realizar un conjunto de operaciones aritméticas básicas y un conjunto de operaciones lógicas. El ALU tiene un número de líneas de selección para determinar una operación en particular.

Las compuertas AND, OR y  XOR tienen dos variables de entrada (datos) mientras que la compuerta NOT solo tiene una variable de dato, cada una de las compuertas lógicas realizara la operación respectiva mandando la salida al multiplexor.

El multiplexor es un seleccionador de canales que tiene n entradas y solo una salida, el 4051 recibe las respuestas de cada una de las compuertas lógicas en la cual solo seleccionara una entrada de acuerdo a las variables de control que se estén indicando.