实现一个4位加减法与或运算选择器（作业）

一.题目:设计一个4功能简单ALU ：          

     数据输入信号有2路4bit无符号数输入A=A3—A0 ，B=B3—B0
控制输入信号S1S0决定ALU功能。

     S1  S0       功      能
             0    0        Z=A+B
             0    1        Z=A-B
             1    0        Z=A∧B
             1    1        Z=A∨B             电路输出为Z（4bit）。

二．电路图原理：

       1.图中共用一个74283(超前进位全加器)，4个异或门，4个与门，4个或门，4个4位多路选择器。

       2．在B输入进入74283之前，将它与M端进行异或运算，M端连用进位端   C和S0端，根据异或门真值表可知，当M置0时，所有的1输入将被置0，0输入将被置1，此时，传入超前进位全加器的实际上适合A做减运算，这时则可以通过控制M端使74283作加法或者减法运算。

       3. 在右边，用4个与门和4个或门做按位与和按位或运算。

       4.将74283的输出分别传入4个多路选择器的D3端，同时传入D2端，与输出分别接在D1，或输出分别接在D0上面

       5.将每个多路选择器的S1,S0端分别用一根线连起来，进行统一控制。

       6.将S0与M端相连。

       7.此时：

              当S1S0=00时，每个多路选择器的D3端作为输出，为加法。

              当s1S0=01时，M=s0=1,74283做减法输出

              当S1S0=10时，按位与输出，

              当S1S0=11时，按位或输出。

三．逻辑电路图：

检验结果，

通过MAXPLUS检测，其结果见附页：

 

 

 

首先预设：A4A3A2A1=1010，B4B3B2B1=0101,当S1S0=00时，做加法运算，但是因为无法进位，所以统一输出为1，同样在S1S0=01时，做减法，因为无法借位，所以输出统一为1，当S1S0=10时，做与运算，可见输出为0000，正确，S1S0=11时做或运算，统一为1111，由于进行了两组相同的运算在400ns的时候，所以在第一次和第二次之间产生了冒险。