L'Unité Arithmétique et Logique (U.A.L) I Rôle d'une unité ...

L’Unité Arithmétique et Logique (U.A.L)
I Rôle d’une unité arithmétique et logique (Aritmetic Logical Unit
:ALU) :
Ce type de composant est implémenté dans un microcontrôleur, c’est le composant
central qui permet de réaliser tous les calculs.
Grâce à des bus il accède :
aux registres du microcontrôleur,
aux données numériques contenues dans les mémoires mortes et les
mémoire vives,
aux différents périphériques d’entrées/sorties du microcontrôleur.
UAL
II Les différentes fonctions d’une unité arithmétique logique :
II.1 Les opérations logiques de bases :
Une unité arithmétique permet de réaliser les opérations logiques de bases sur des
données numériques (en général sur 8 bits) :
-ET logique,
-OU logique,
-NON logique,
-OU exclusif logique.
II.2 Les opérations arithmétiques :
Une unité arithmétique et logique permet également de réaliser les opérations
(addition, soustraction, division et multiplication) sur des données numériques.
II.2.1 L’addition binaire :
A B Somme Retenue
0 0 0 0
0 1 1 0
1 0 1 0
1 1 0 1
Registres du
microcontrôleur
Mémoires du
microcontrôleur
Périphériques
d’entrées/sorties
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Exemples : Soit les additions en décimal suivantes :
A1=(1001 1110)2=(9E)16=(158)10
B1=(0010 1011)2=(2B)16=(43)10
L’addition en décimal de ces deux nombres donne S1=A1+B1=158+43=201
A2=(1101 1110)2=(DE)16=(222)10
B2=(1110 1011)2=(EB)16=(235)10
L’addition en décimal de ce deux nombres donne S2=A2+B2=222+235=457
Addition en binaire :
Addition en binaire :
+
(A1)2=1001 1110
(B1)2=0010 1011
(S1)2=…………..
Addition en hexadécimal:
+
(A1)16=9E
(B1)16=2B
(S1)2=……………
II.2.2 La soustraction binaire :
(A1)2=1101 1110
(B1)2=1110 1011
(S2)2=…………………..
Addition en hexadecimal :
(A2)16=DE
(B2)16=EB
(S1)2=………………
Pour effectuer la différence de deux nombres A et B, on additionne A avec le
complément logique de B et on ajoute 1 au résultat obtenu.
S=A-B=A+ B +1
Exemples : Soit les soustractions en décimal suivantes :
A1=(1001 1110)2=(158)10
B1=(0010 1011)2=(43)10
L’addition en décimal de ces deux nombres donne S1=A1-B1=158-43=115
A2=(1101 1110)2=(222)10
B2=(1110 1011)2=(235)10
La soustraction en décimal de ce deux nombres donne S2=A2-B2=222-235=-13
Soustraction en binaire :
(A1)2=1001 1110
+ ( B 1)2=…………
+
…………
(S1)2=…………..
Addition en binaire :
(A1)2=1101 1110
(B1)2=1110 1011
(S2)2=…………………..
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II.2.2 La comparaison binaire :
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Une unité arithmétique et logique permet également de comparer deux nombres en
indiquant dans un registre d’état si le résultat est plus grand, plus petit ou égal.
III Applications – critères de choix :
L’unité arithmétique et logique étant implémenté dans les microcontrôleurs, ce sera un
critère de choix du microcontrôleur : la rapidité de calcul des opérations de bases.
Cette rapidité de calcul est notamment un critère important dans le traitement du signal
audio et vidéo (on utilise les opérations de multiplication et d’addition afin de numériser les
signaux).
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