[디지털시스템] VHDL을 이용하여 ALU[Arithmetic logic unit]을 설계

1. Background
- 산술논리 연산장치 ALU는 중앙처리장치의 일부로서 컴퓨터 명령어 내에 있는 연산자들에 대해 연산과 논리동작을 담당한다. 일반적으로 ALU는 입력된 연산자와, 현재 더해지고 있는 연산자, 누산기에 저장된 결과, 그리고 시프트된 결과들을 저장하기 위한 공간을 가지고 있으며, ALU내의 비트의 흐름과, 그 안에서 수행된 연산들은 게이트 회로에 의해 통제되는데, 게이트 회로는 다시 각 연산코드에 대해 특별한 알고리즘이나 순서를 사용하는 순차 논리장치에 의해 통제 된다.

2. ALU Function Table

S4
S3
S2
S1
S0
Cin

Operation
Function
Implementation block

0
0
0
0
0
0
0
0
0
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0
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1
1
1
1
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1
1
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0
1
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1
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1
0
1
0
1

Y[〓A
Y[A+1
Y[A+B
Y[A+B+1
Y[〓
Y[〓+1
Y[〓A-1
Y[A
Transfer A
Increment A
Addition
Add with carry
A plus 1`s complement of B
Subtraction
Decrement A
Transfer A
Arithmetic Unit
Arithmetic Unit
Arithmetic Unit
Arithmetic Unit
Arithmetic Unit
Arithmetic Unit
Arithmetic Un…