UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADORINGENIERIA EN CIENCIAS FISICAS Y MATEMATICASCarrera: Ingeniera InformticaMateria: Arquitectura de ordenadoresIntegrantes: Flores Andy Masache JeffersonTema: Simulacin de la ALU 4 bitsTALLER 11. FUNDAMENTO TEORICODefinimos genricamente a la unidad ALU (por sus siglas en ingls Arithmetic Logic Unit) como una de las unidades que forman parte de la Unidad Central de Procesos (es decir, del Procesador, Microprocesador o CPU - Central Processor Unit, por sus siglas en ingls) mediante la cual es posible realizar una gran cantidad de operaciones aritmticas bsicas (Suma, Resta, Divisin y Multiplicacin) adems de realizar algunas operaciones Lgicas (Yes, Or, Not, And - Es decir, si; y, o, no) entre dos nmeros o dos conjuntos de nmeros.En informtica, la Unidad Aritmtica Lgica forma parte del circuito digital del procesador indefectiblemente, teniendo adems presencia en otros Circuitos Electrnicos que necesiten realizar estas operaciones, teniendo por ejemplo la utilizacin de un Reloj Digital, donde estos clculos lgicos se basan en dos funcionalidades bsicas:Sumar de a 1 al tiempo actual (para los Segundos, Minutos y las Horas)Comprobacin de la activacin o no activacin del sonido de la alarmaCambio de Hora y Minutos de acuerdo al sistema hexadecimalPero esta unidad es generalmente utilizada en circuitos de alta complejidad, cubriendo no solo operaciones matemticas simples, sino una gran cantidad de clculos por segundos, siendo en el caso de los ltimos aquellos que son conocidos como Microprocesadores, y que como hemos dicho, son el cerebro de un ordenador y te toda la informacin que se procesa a travs de l.Unidad de Control: Emite las acciones a efectuarUnidad Aritmtico Lgica: Procesa los datos recibidos y enva los registrosUnidad de Control: Analiza los resultados obtenidos y los enva a otros dispositivos

2. IMPLEMENTACION DE LA ALU

UNIDAD LOGICA

UNIDAD ARITMETICA

UNIDAD DE TRANSICION

C0C1C2C3OPERACIN

0000A AND B

0001A OR B

0010A EXOR B

0011NOT A

0100A+B

0101A-B

0110A+1

0111A-1

1000

1001

1010PARALELO

1011RESET

1100X

1101X

1110X

1111X

3. Consulta: ALU en chip integradoLa ALU 74LS181Se trata de un circuito integrado con la capacidad de realizar diferentes operaciones aritmticas y lgicas (es decir, del lgebra de Boole), con dos palabras de n bits Se pueden encontrar como circuitos independientes, y tambin como bloque funcional dentro de los microprocesadores y microcontroladores.En general, las operaciones matemticas estn codificadas en binario natural y en complemento a 2 para las restas, pero se pueden codificar en otros cdigos, como por ejemplo BCD natural.El ms conocido es 74LS181, que es una ALU de 4 bits, que puede realizar hasta 32 funciones diferentes (16 lgicas y 16 aritmticas), trabaja con nmeros binarios de 4 bits, aunque se pueden conectar en cascada para aumentar el nmero de bits. Este circuito integrado tiene como entradas: Los cuatro bits del operando A. Los cuatro bits del operando B. Entradas de seleccin (para seleccionar la operacin a realizar, entre 16). Entrada de acarreo, por si viene de un integrado con el resultado de menor peso. Entrada de control, para seleccionar si la operacin a realizar deber ser aritmtica o lgica.

Como salidas tiene los 4 bits del resultado, ms una salida comparador (A = B) y salidas de acarreo.Como curiosidad decir que este circuito integrado trabaja con lgica inversa en las entradas de datos y en las salidas, es decir, que para estospinesse invierte el significado de los 1 y los 0. Aunque es posible hacerlo trabajar con lgica directa. (Catedu, 2011)Configuracin depinesdel CI 74LS181

Estructura ALU 74LS181

Tabla con las funciones que pueden realizarse con el 74LS181

La ALU 74LS381Muchas de las funciones disponibles en la 74LS181 son de poco valor prctico. En respuesta a esto, los fabricantes de ALUs han introducido al mercado el circuito integrado 74LS381, el cual implementa a una ALU un poco ms pequea y sencilla. En la figura N 7 se muestra su configuracin de pines, la asignacin de funciones de cada uno de ellos y su tabla de funciones. Observe que solo se dispone de tres lneas de seleccin y que no existe un pin de seleccin de modo, M, por lo cual este dispositivo solo puede desollarse ocho funciones en total. Estas corresponden a las operaciones aritmticas y lgicas de ms frecuente uso. (Irlenys, 2005)

Configuracin de pines, asignacin de funciones y tabla de operacin de una ALU 74LS381

Aplicaciones del circuito 74LS181Muchos CPU y subsistemas de computadores fueron basados en el 74181, incluyendo varios modelos histricamente significativos. NOVA- Primer minicomputador de 16 bits mpliamente disponible manufacturado porData General. ste fue el primer diseo (en 1968) en utilizar el 74181 PDP-11- El minicomputador ms popular de todos los tiempos,manufacturado porDigital Equipment Corporation. VAX-11/780- El primerVAX, el ms popular computador de 32 bits de los aos 1980 manufacturado por Digital Equipment Corp.4manufactured by Digital Equipment Corp.7 Three Rivers PERQ, unaestacin de trabajocomercial basado en el Xerox Alto y lanzado por primera vez en 1979.

4. Comentarios y conclusiones

La importancia de la realizacin de las operaciones aritmticas, es fundamental para la creacin de este tipo de circuitos los cuales cumplen funciones cruciales en el funcionamiento del ordenador.

Se usaron como ejemplo circuitos integrados ALU, para demostrar la utilidad y los diferentes tipos de aplicaciones en las cuales pueden ser asociadas. Los tipos de ALU varan de acuerdo al tipo de funcin y accin requerida, por medio de las operaciones con las que cuentan y en donde resulten eficientes.

Se dise la estructura de una ALU, por medio del uso de sub circuitos los cuales asociados y creados de manera correcta llegan a cumplir su funcin de manera correcta.

La disponibilidad de pines de control adicionales en este dispositivo hace posible extender el proceso de comparacin a nmeros binarios de mayor tamao, mediante el artificio de la conexin en cascada de tantos comparadores como sea necesario para alcanzar los objetivos planteados.

Es necesario tener conocimientos sobre las funciones y la estructura de los circuitos integrados ALU, ya que de est manera se aprovechan sus funciones y adems pueden ser optimizados y ser utilizados de la forma correcta.

Los circuitos integrados ALU se han ido complejizando de acuerdo a las necesidades, cada vez ms exigentes y de esta manera se produce un constante avance y desarrollo en su creacin y optimizacin.

BibliografaCatedu. (2 de Agosto de 2011). Educativa Catedu. Recuperado el 2015 de Septiembre de 30, de http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/4750/4923/html/10_otros_circuitos_lgicos_alu.htmlIrlenys, T. (23 de 12 de 2005). Circuitos Aritmticos. Recuperado el 2015 de Septiembre de 30, de http://irlenys.tripod.com/digitalesi/arit/suma.htm