അരിത്മെറ്റിക് ലോജിക് യൂണിറ്റ്

ഇൻറിജർ ബൈനറി നമ്പറുകളിൽ അരിത്മെറ്റിക്, ബിറ്റ്വൈസ് പ്രവർത്തനങ്ങൾ നടത്തുന്ന ഒരു കോമ്പിനേഷൻ ഡിജിറ്റൽ ഇലക്ട്രോണിക് സർക്യൂട്ടാണ് അരിത്മെറ്റിക് ലോജിക് യൂണിറ്റ് (ALU). ഇത് ഫ്ലോട്ടിംഗ് പോയിൻറ് നമ്പറുകളിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഫ്ലോട്ടിംഗ്-പോയിൻറ് യൂണിറ്റിന് (എഫ്പിയു) വിരുദ്ധമാണ്. കമ്പ്യൂട്ടറുകളുടെ സെൻട്രൽ പ്രോസസ്സിംഗ് യൂണിറ്റ് (സിപിയു), എഫ്പിയു, ഗ്രാഫിക്സ് പ്രോസസ്സിംഗ് യൂണിറ്റുകൾ (ജിപിയു) എന്നിവയുൾപ്പെടെ നിരവധി തരം കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് സർക്യൂട്ടുകളുടെ അടിസ്ഥാന നിർമ്മാണ ബ്ലോക്കാണ് എഎൽയു. ഒരൊറ്റ സിപിയു, എഫ്പിയു അല്ലെങ്കിൽ ജിപിയുവിൽ ഒന്നിലധികം എഎൽയുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കാം.^[1]

ഒരു എഎൽയുടെ പ്രതീകാത്മക പ്രാതിനിധ്യവും അതിന്റെ ഇൻപുട്ട്, ഔട്ട്‌പുട്ട് സിഗ്നലുകളും യഥാക്രമം എഎൽയുവിലേക്ക് അല്ലെങ്കിൽ പുറത്തേക്ക് ചൂണ്ടുന്ന അമ്പുകൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. ഓരോ അമ്പടയാളവും ഒന്നോ അതിലധികമോ സിഗ്നലുകളെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. നിയന്ത്രണ സിഗ്നലുകൾ ഇടതുവശത്ത് നിന്ന് പ്രവേശിക്കുകയും സ്റ്റാറ്റസ് സിഗ്നലുകൾ വലതുവശത്ത് പുറത്തുകടക്കുകയും ചെയ്യുന്നു; ഡാറ്റ മുകളിൽ നിന്ന് താഴേക്ക് ഒഴുകുന്നു.

ഓപ്പറേറ്റുകൾ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന ഓപ്പറേറ്റ് ചെയ്യേണ്ട ഡാറ്റയും നിർവ്വഹിക്കേണ്ട പ്രവർത്തനത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്ന ഒരു കോഡും ഒരു എഎൽയുവിലെ ഇൻപുട്ടുകൾ; നിർവഹിച്ച പ്രവർത്തനത്തിന്റെ ഫലമാണ് എഎൽയുവിന്റെ ഔട്ട്‌പുട്ട്. പല രൂപകൽപ്പനകളിലും, എഎൽയുവിനും ബാഹ്യ സ്റ്റാറ്റസ് രജിസ്റ്ററുകൾക്കുമിടയിൽ യഥാക്രമം മുമ്പത്തെ പ്രവർത്തനത്തെക്കുറിച്ചോ നിലവിലെ പ്രവർത്തനത്തെക്കുറിച്ചോ വിവരങ്ങൾ നൽകുന്ന സ്റ്റാറ്റസ് ഇൻപുട്ടുകൾ അല്ലെങ്കിൽ ഔട്ട്‌പുട്ടുകൾ അല്ലെങ്കിൽ രണ്ടും ഉണ്ട്.^[2]

സിഗ്നലുകൾ

എഎൽയുവിന് വിവിധ ഇൻപുട്ടുകളും ഔട്ട്‌പുട്ടുകളും ആണ് ഉള്ളത്, അവ ഡിജിറ്റൽ സിഗ്നലുകൾ എഎൽയുവും ബാഹ്യ സർക്യൂട്ടിയും തമ്മിൽ കൈമാറ്റം ചെയ്യാനുള്ള വൈദ്യുത ഭാഗങ്ങളാണ്. എഎൽയു പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ, ബാഹ്യ സർക്യൂട്ടുകൾ എഎൽയുവിന്റെ ഇൻപുട്ടുകളിലേക്ക് സിഗ്നലുകൾ നൽകും, അതിന്റെ പ്രതിഫലനമായി എഎൽയു അവശേഷിക്കുന്ന സിഗ്നലുകൾ പുറത്തേക്ക് അയക്കും.

ഡാറ്റ

ഒരു അടിസ്ഥാന എഎൽയുവിൽ രണ്ട് ഇൻപുട്ടുകൾ (A, B) ഉം ഒരു ഫലം (Y) ഉം ഉള്ള മൂന്നു ഡാറ്റാ ബസുകൾ ഉണ്ടാകും. ഓരോ ബസും ബൈനറി സംഖ്യ നൽകുന്ന സിഗ്നലുകളുടെ ഒരു സെറ്റ് ആണ്. സാധാരണയായി, A, B, Y ബസ് വിഡ്ത്തുകൾക്ക് സമാനമായിരിക്കും, അഥവാ ഓരോ ബസിലും ഉള്ള സിഗ്നലുകളുടെ എണ്ണം ഒരുപോലെ ആയിരിക്കും. ഈ ബസ് വിഡ്ത്തുകൾ പ്രോസസറിന്റെ സാധാരണ പ്രവർത്തന സിസ്റ്റത്തിനും അനുയോജ്യമായിരിക്കും.

ഓപ്‌കോഡ്

ഓപ്പ്കോഡ് ഇൻപുട്ട് ഒരു പാരലൽ ബസായാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്, ഇത് എഎൽയു ചെയ്യേണ്ട പ്രവർത്തനം എന്താണ് വ്യക്തമാക്കുന്ന ഒരു കോഡ് അയക്കുന്നു. ഈ കോഡ് എഎൽയുവിൽ (അരിത്മറ്റിക് ലോജിക് യൂണിറ്റ്) ഗണിതം (ഉദാഹരണത്തിന്, കൂട്ടൽ, ഗുണിക്കൽ, ഹരിക്കൽ) അല്ലെങ്കിൽ ലോജിക് പ്രവർത്തനങ്ങൾ (ഉദാഹരണത്തിന്, താരതമ്യം ചെയ്യൽ, ബൂൾ പ്രവർത്തനങ്ങൾ) ചെയ്യാൻ എഎൽയുവിനുള്ള നിർദ്ദേശമാണ്. എഎൽയു ഈ കോഡിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി നിർബന്ധമായും പ്രവർത്തനം തിരഞ്ഞെടുക്കുകയും നിർദ്ദേശിച്ച പ്രവർത്തനം നടത്തുകയും ചെയ്യും. ഓപ്പ്കോഡിന്റെ വലിപ്പം (ബസ് വിഡ്ത്) അനുസരിച്ച് എഎൽയുവിന് എത്ര വ്യത്യസ്ത പ്രവർത്തനങ്ങൾ ചെയ്യാൻ കഴിയുമെന്ന് തീരുമാനിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, നാല് ബിറ്റ് ഉള്ള ഒരു ഓപ്പ്കോഡിന് 16 വ്യത്യസ്ത പ്രവർത്തനങ്ങൾ ആവിഷ്കരിക്കാൻ കഴിയും. സാധാരണയായി, എൽയു ഓപ്പ്കോഡ് ഒരു മെഷീൻ ലാംഗ്വേജ് ഓപ്പ്കോഡിനേക്കാൾ വ്യത്യസ്തമാണ്, എങ്കിലും ചിലപ്പോൾ അത് സോഫ്റ്റ്വെയർ പ്രോഗ്രാമിന്റെ ഭാഗമായോ മെഷീൻ കോഡിൽ നേരിട്ട് ഉൾപ്പെടുന്ന ബിറ്റ് രൂപത്തിൽ ഉണ്ടാകാം^[3].

സ്റ്റാറ്റസ്സ്

ഔട്ട്പുട്ട്സ്

എഎൽയു പ്രവർത്തനത്തിന്റെ നിലവിലെ ഫലത്തെപ്പറ്റിയുള്ള വിവരങ്ങൾ നൽകുന്ന വിവിധ അടിയന്തര സിഗ്നലുകൾക്കുള്ള സ്ഥിതിവിവരങ്ങൾ:

കാരി-ഔട്ട്: കൂട്ടൽ പ്രവർത്തനത്തിൽ നിന്നുള്ള കാരി, കുറവ് പ്രവർത്തനത്തിൽ നിന്നുള്ള ഡയമണ്ട്, അല്ലെങ്കിൽ ബൈനറി ഷിഫ്റ്റ് പ്രവർത്തനത്തിൽ നിന്നുള്ള ഓവർഫ്ലോ ബിറ്റ്.

സീറോ: Y-യുടെ എല്ലാ ബിറ്റുകളും ലോജിക് സീറോ ആണെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നത്.

നെഗറ്റീവ്: ഗണിത പ്രവർത്തനത്തിന്റെ ഫലം നെഗറ്റീവ് ആണെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നത്.

ഓവർഫ്ലോ: ഗണിത പ്രവർത്തനത്തിന്റെ ഫലം Y-യുടെ സംഖ്യാ പരിധി കടന്നുപോകുന്നുവെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നത്^[4].

പാരിറ്റി: Y-ലെ (ഒരു സംഖ്യയുടെ ബിറ്റുകൾ) എത്ര ബിറ്റുകൾ 1 ആണെന്ന് നോക്കി, ആ സംഖ്യ ഒറ്റസംഖ്യ (odd) അല്ലെങ്കിൽ ഇരട്ടസംഖ്യ (even) ആണോ എന്ന് പറയുന്ന ഒരു ബിറ്റ് ആണ്.