Ula tutorial

Tutorial 3: ULA

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Tutorial 3: Projetar uma Uma Unidade Lógica Aritmética (ULA)

Versão 1.0

Sidney Lima, 2008.

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Uma Unidade Lógica Aritmética (ULA) é um circuito combinacional que realiza as principais operações lógicas e aritméticas em um par de operando de n-bit (ex. A [6:0] e B [6:0]). As operações realizadas por uma ULA são controladas por um conjunto de entradas de seleção de funções. Neste tutorial será desenvolvida uma ULA de 2-bits, com duas entradas de seleção de funções: Entradas Seleção S1 e S0. As funções realizadas pela ULA são soma subtração, multiplicação e reset. Os módulos estão descrito em VHDL. 1. COMPONENTES DA ULA. A construção de uma ULA básica foi subdividida em módulos menores: somador, subtrator, multiplicador, reset, mux4:1. A solução proposta para o este tutorial segue no diagrama abaixo que compõem a ULA.

Figura 1: Diagrama de blocos da ULA de 2 bits

2.1 SOMADOR
Neste módulo é explicitado o módulo básico somador denominado FA na figura 2.a. que são empregados para somar bits individualmente. Quando há uma extensão do problema para a adição de duas palavras de n-bits, utiliza-se uma unidade de somadores em paralelo que permite a soma dos bits de cada coluna e conectamos o bit de vai um cada FA. A figura 2.b faz uma adaptação entre a forma comum de se operar a adição e a notação gráfica adotada pela figura 2.a.

c2 c1c0 a1a0 b1b0 s2 s1s0
Figura 2.a: Representação gráfica do somador Figura 2.b: Esquema do somador de 2-bits

O código em VHDL estão descritos abaixo, lembrando que a saída do módulo chamada é de 5 bits com o objetivo de padronizar as saídas e corresponde ao somador representado na figura

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2.a. Já o módulo somador diz respeito a caixa FA, ou seja, uma caixa preta para somar bits individualmente. -- Método Somador: entity somador is PORT (A, B, Cin : in BIT; S, Cout : out BIT ); end somador; architecture