Caractéristiques de l’UAL :

Notre UAL nous permet d’effectuer 7 opérations sur des entiers signés de 8 bits.

Entrées :

Notre UAL prend 3 entrées :

1. Un nombre sur 8 bits “A” utilisé en entrée des opérations.
2. Un nombre sur 8 bits “B” utilisé en entrée des opérations.
3. Un nombre sur 3 bits “ctr” utilisé pour sélectionner l’opération désirée.

Sorties :

Notre UAL possède 2 sorties :

1. Un nombre sur 8 bits étant le résultat de l’opération choisie.
2. Un nombre sur 4 bits présentant chaque flag.

Opérations :

Notre UAL peut nous autoriser à effectuer 8 opérations. Nous nous servirons uniquement de 7 d’entre elles :

0. ctr = 000 : Addition
1. ctr = 001 : Soustraction
2. ctr = 010 : OU bit à bit
3. ctr = 011 : Et bit à bit
4. ctr = 100 : Non bit à bit
5. ctr = 101 : Décalage à gauche logique
6. ctr = 110 : Décalage à droite logique

Opérations - UAL

Les opérations “non” et les 2 décalages se servent uniquement du premier nombre “A”. C+ et C- sont les carrys de l’addition et de la soustraction.

Flags :

4 bits Flags

Notre sortie flags est représentée par un 4 bit correspondant respectivement à CF, ZF, SF et OF.

Carry Flag (CF) :

Commentaire : Dans le cadre d’additions et de soustractions sur des nombres signés, le carry flag ne pourra jamais être égal à 1. Vous pouvez donc relier le bit CF à “0”.
Cependant, dans le cadre de ce tutoriel, le circuit restera explicité :

• c+ est le carry de l’opération 000 (addition)
• c- est le carry de l’opération 001 (soustraction)

Carry Flag

• Si ctr = 000, alors CF = c+
• Si ctr = 001, alors CF = c-
• Sinon CF = 0

Zéro Flag (ZF) :

Le zéro flag est égal à 1 si et seulement si tous les bits de S sont égaux à 0 :

Zero Flag

Autrement dit : $ZF = \overline{S_0+S_1+S_2+S_3+S_4+S_5+S_6+S_7}$

Sign Flag (SF) :

SF correspond au signe de S. Si S négatif, alors S = 1, sinon S=0.

Autrement dit : $SF = S_7$

Sign Flag

Overflow Flag (OF) :

L’overflow flag est égal à 1 dans 4 cas différent:

1. Pour une addition : Si un positif + un positif = un négatif
2. Pour une addition : Si un négatif + un négatif = un positif
3. Pour une soustraction : Si un négatif - un positif = un positif
4. Pour une soustraction : Si un positif - un négatif = un négatif

Dans les autres cas : OF = 0.

• S A est le signe de A
• S B est le signe de B
• SF est le signe de S

Overflow Flag

Autrement dit :

• $OF+ = SA.SB.\overline{SF}+\overline{SA}.\overline{SB}.SF$
• $OF- = SA.\overline{SB}.\overline{SF}+\overline{SA}.SB.SF$
• OF = OF+ si ctr = 000, OF- si ctr = 001, 0 sinon.

Mention :

Cette unité arithmétique et logique a été conçu dans le cadre d’un projet d’informatique en collaboration avec Mr Lucas Lelièvre que je remercie.