ALU 运算功能详解

总表

• S3、S2、S1、S0、CN_I为控制信号；FC 进位标志，FZ 零标志，FS 正负标志，I 中断允许标志；表中功能栏内的FC、FZ、FS表示当前运算可能会影响到该标志。

很显然只放这么一张表是很随意且模糊的，其中有着很多的基础知识，下文将详细讲述其中每一个功能，剖析每一次的运算过程。

• 接下来我将会顺着二进制依次增大的顺序讲解，并将其作为标题。
• 若 CN_I 有 1 与 0 的区别的将会分开解析。

FC，FZ，FS是什么

• 在进入解释前我们先了解一下什么是 FC，FZ，FS

一、FC（Flag Carry）进位标志

二、FZ（零标识）
当运算结果为 0 时，FZ = 1，即 FZ 将会亮。

• 所有的运算都有可能产生 0 的结果

三、FS（正负标识）
当运算结果为负数时，FS = 1，即 FS 将会亮。

逻辑运算

0 0 0 0，F 直通 A、B

• CN_I = 1

直接输出 A

• CN_I = 0

直接输出 B

---

0 0 0 1，F = A + B

这里的 A + B 不是指一般的 1 + 1 = 2，而是使用二进制逻辑运算 “或” 进行运算
有关逻辑运算可以看 二进制逻辑运算 这里我直接放样例

A = 58	0101 1000
B = AB	1010 1011
或运算结果	[0] 1111 1011 = FB

• FC = 0，FZ = 0，FS = 0；
• 上表中 [0] 表示 FC 的值，用以表示有无进位若有进位 FC 就会等于 1，也就是说 FC 将会亮（由于异或判断之类的逻辑运算不会产生进位，所以逻辑运算都不会亮）

---

0 0 1 0，F = A * B

同样，这里的 A * B 不是指的 2 * 2 = 4，而是使用二进制逻辑运算 “与” 进行运算（二进制逻辑运算 ）

A = 58	0101 1000
B = AB	1010 1011
与运算结果	[0] 0000 1000 = 08

---

0 0 1 1

0 1 0 0

移位运算

0 1 0 1

0 1 1 0

0 1 1 1

算数运算

1 0 0 0

1 0 0 1

1 0 1 0

1 0 1 1

其他 1 1 0 0

其他 1 1 0 1

1 1 1 0

1 1 1 1