设有寄存器、74181和74142器件,请设计具有并行运算功能的16位补码二进制加减法运算器,画出运算器的逻辑框图

时间: 2024-10-01 17:08:51 浏览: 50
设计一个16位补码二进制加减法运算器需要结合寄存器、74181(全加器模块)以及74142(数据选择器)等部件。以下是基本步骤: 1. **寄存器**:首先,需要两个16位的通用寄存器,用于存储操作数A和B。这两个寄存器可以采用双端口存储器,如74LS161或类似型号。 2. **74181全加器**:每个操作数将通过多个全加器(74181)处理。全加器用于执行两个32位数(实际上是两组16位)的逐位相加,并考虑进位。由于是补码运算,还需要考虑溢出标志。 3. **数据选择器74142**:为了同时处理加法和减法,需要一个数据选择器选择输入的数据流。对于加法,A和B直接连接到全加器;对于减法,A变为-A(取反后再异或),B不变。 4. **结果存储和处理**:全加器的结果会经过多位级的连接,形成16位的和或差值。这通常需要额外的加法链和一个低8位的补码生成器,例如74181或类似的芯片。最后的结果会被存储回寄存器。 5. **控制逻辑**:控制信号包括操作选择(加法还是减法)、进位/借位信号(取决于上一步的全加器结果)和结束条件(比如完成所有位的加法或当达到满减条件时)。 下面是简化的逻辑框图描述: ``` +------------------------+ | 寄存器 (A, B) | +------------------------+ | 数据选择器 | | [A] / [B] -> 加法/减法 | +------------------------+ | 全加器 (74181) | | A_in | B_in | C_in -> 和/差 | +----------+ | 结果存储及处理部分 | | ... | +------------------------+ | 控制逻辑 (操作选择) | +------------------------+ ```
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