怎样用晶体管搭这些与、或、非门就不说了,不懂的,可以翻书。上图就告诉你,可以用这些门电路搭一个加法器。
怎样输入Ai=0,Bi=1,Ci=0?用74系列的IC的话,可以直接把Ai,Ci接GND,Bi接VCC,就实现加法了。而在CPU内部也是一样可以这样做的,但是CPU可没那么死板,只算常数的加法。
上图中,蓝色箭头指向的1,就是接VCC的,而红色箭头,就是接GND。
在CPU内部,还有ROM,它可以把你要计算的加数和被加数存进去(ROM输出的高低电平,跟你接GND和VCC是一样的效果),而结果则存在寄存器(先暂存,以备后面使用)。 现在有个问题,如果加完之后还要计算乘法(在信号处理领域的卷积运算的核心单元就是乘加器),怎么办?谁来自动完成这个动作?幸好,CPU里面有个叫ALU(算术逻辑单元)来处理这件事情。
这里的控制单元,就把ROM里面的数据取出来,再用选择器,来调用加法器和乘法器,最终把结果存到寄存器中。
如果ROM里面只存数据,那是无法让控制单元知道,你要执行加法还是乘法,要解决这个问题,就需要在ROM里面再划分一个区域,存放指令码。 这个指令码,跟数据是一样,都是0、1的二进制数,只是用途不同,所以起了不同的名字。
其实这个指令码,对应在单片机里面的汇编语言,就是操作码(如:MOV);而操作数就是数据(如:01H)。具体的,可以看看单片机的教材。
根据指令码的设计方法来分,有四种,分别是CISC、RISC、VLIW、TTA,具体区别可以看计算机组成原理。
而PC(程序计数器)就是控制ROM的地址,现在你要知道PC是不能出错的,一旦出错,就意味着单片机不按照你的代码来工作。
现在,我在8位的CPU的ROM里面,第一个地址存了0x03这个指令码来代表加法,而在第二、三个地址存了加数和被加数,然后在第四个地址存了0x05代表乘法,在第五、六个地址存了乘数和被乘数。
那么,按照一定的规则来设计控制单元(这个规则可以自己定义的),它就知道0x03是要执行加法。 那么这个规则如何设计?最简单的,就是用与门了,然后输出一个使能信号,让加法器工作,就跟上面的74LS160差不多。
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