[컴퓨터구조] 산술 마이크로연산(Arithmetic Microoperations)

μoperation의 4가지 종류

1. register-transfer 
2. arithmetic
3. logic
4. shift μoperations

Symbolic designation	Description
R3 <- R1 + R2	R1 + R2의 정보가 R3로 전달된다.
R3 <- R1 - R2	R1 - R2의 정보가 R3로 전달된다.
R2 <- R2	R2 정보의 보수를 나타낸다.(1's complement)
R2 <-  R2 + 1	R2의 2의 보수를 나타낸다.
R3 <- R1 + R2 + 1	R1 + R2의 2의보수  (빼기를 진행)
R1 <- R1 +1	R1의 정보에 1증가시킨다.
R1 <- R1 - 1	R1의 정보에 1감소시킨다.

 

Binary Adder

n-bit binary adder는 n개의 full-adders를 필요로한다.

위의 그림은 4-bit binary adder이다.
4개의 full-adder를 가지고 있으며 full-adder는 입력 3개에 출력 2개를 가진다.
 

Binary Adder-Subtractor (woth M contorl signal)

위의 제목에서 M은 Minus를 뜻한다.

위의 그림은 binary adder-subtractor를 나타낸다.
4개의 Full adder와 4개의 XOR gate를 가진다.
이제 4-7 그림의 작동원리를 알아보자

1. if M =  0, B ⊕ 0 = B and C0 = 0 <=> S = A + B(addition)
2. if M =  1, B ⊕ 1 = B and C0 = 0 <=> S = A +(B - 1) (addition) 

작동원리에 대한 것은 그림을 보고 이해해보자

 

Binary Incrementer

Register 값에 1을 더하는 μoperation은 아래와 같다.

A의 비트가 1101일 때 binary incrementer는 다음과 같다.

위의 그림의 결과에 따라 1110이 나오는 것을 알 수 있다.

Arithmetic Circuit

다음은 산술회로를 보자
결과 부터 말하면 D = A + Y + Cin이 된다.
 

Arithmetic circuit function table

4-bit arithmetic circuit

 
위의 산술 회로 함수 테이블 가지고 4-bit 산술 회로를 해보자
예시로는 S1 = 0, S0 = 1, Cin= 1인 빼기 마이크로연산을 해보겠다.
4-bit A = 1011, B = 0110이라고 가정하자

위의 예시를 진행하였을 때 D = 0101이 나온다.