Aufg.: ALU

Arithmetic Logic Unit (dt. Arithmetisch-logische Einheit

Das erweitertes Addier-/Subtrahierwerk realisiert nur arith­metische Funktionen, stellt also die arithmetische Einheit dar. Eine universelle Maschine muss jedoch auch logische Verknüp­fungen durchführen können (z.B. zur Steuerung). So erhält man ein standardisiertes Bau­element für viele Anwendungen.
Die logischen Funktionen werden mit den Grundfunktionen UND, ODER sowie NEGATION realisiert (mit diesen Grundfunktionen sind alle anderen logischen Verknüpfungen möglich), wobei die Negation durch die bereits in diesem Zusammenhang verwendeten XOR-Gatter (gesteuerter Inverter) umgesetzt wird. Dies führt zu einer Schaltung, die als ALU bezeichnet wird.

Die beiden Variablen A und B werden parallel (zeitgleich) auf die logische und arithme­tische Einheit geführt; gleiches gilt für die Steuereingänge S0 – S3 (vormals X₀ – X₃); der Steuereingang C_in (Übertragseingang) ist als einziger nur auf die arithmetische Einheit ge­führt.
Beide Einheiten führen gleichzeitig ihre jeweils über die Steuerleitungen eingestellten Operationen durch und legen das Ergebnis an den Ausgang der jeweiligen Einheit. Mit Hilfe der zusätz­lichen Steuerleitung M(ode) wird dann entschieden welches Ergebnis am Ausgang anliegt.

Entwickeln Sie am Ausgang der ALU eine Schaltung, die es ermöglicht mit Hilfe der Steuerleitung M entweder die Ausgänge der arithmetischen oder die der logischen Einheit auf die Funktionsausgänge F0 ... F3 zu schalten!