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1995年2月
MA2901
DS3576-3.3
MA2901
辐射HARD 4位微处理器SLICE
该MA2901是一个行业标准的4位微处理器
切它提供了一组ALU功能，通过选择微码
数据应用的投入。该设备是级联处理
任何字长。它可被用作在一个积木
建设微型计算机和控制器量身定做的
满足特定的应用程序。
双地址体系结构
机器周期得救是同时，独立
访问两个工作寄存器。
ALU具有八大功能
执行的操作是另外两个减法，五
逻辑功能的两个源操作数。
四国国旗
零，负，进位和溢出。
左/右Shift键是独立的ALU
只需要一个周期采取加和移位操作。
可扩展
任何数量的MA2901单元可以连接在一起，以
实现更长的字长。
微型可编程
三组，每组3比特，用于ALU的功能，源
操作数和目标的控制。
手术
可编微程序的详细框图
微处理器结构示于图1的电路是一种
4位片，可级联到任何数目的位。因此，所有的
电路内部数据通路是4位宽。两个关键
在图1中的元素是16字由4位的2端口RAM
和高速的ALU 。
从任意的随机存取的16个字的数据
存储器（RAM）可以从RAM中的A端口的读
由4位的A -地址字段输入控制。同样，数据
从任何RAM的16个字的如由B-定义
地址字段输入可以从B端口可以同时读
的RAM中。相同的代码可以被应用到A -选择字段
和B-选择字段在这种情况下，相同的文件中的数据将
出现在RAM中的端口和B端口输出，既
同时。
当被启用RAM的写使能（ EN RAM ） ，新
数据总是写入到由B-定义的文件（字）
RAM中的地址字段中。 RAM中的数据输入字段由驱动
一个3输入多路转换器。该结构被用来移
如果需要， ALU的输出数据（F）中。这三输入多路复用器
方案允许数据被向上移动一个比特位，
向下移动一个比特位，或在两个方向上不移动。
RAM中的端口的数据输出和RAM B端口的数据输出
独立驱动4位锁存器。这些锁存器保持在RAM中的数据
而时钟输入为低电平。这消除了任何可能的竞争
时，会发生新的数据的条件正在被写入到
RAM中。
高速算术逻辑单元（ ALU ）可以执行
上的两个4-三个二进制算术和5的逻辑运算
位输入字R和S的R输入字段从一个2驱动
输入多路转换器，而S输入字段是从一个3输入驱动
多路复用器。两个多路转换器还具有抑制能力;
也就是说，没有数据被传递。这相当于一个“零”源
操作数。
ALU的R-输入多路复用器具有RAM A-端口和
直接数据输入（ D）作为输入连接。同样， ALU的
S-输入多路复用器具有RAM A-港口， RAM B口和
Q寄存器作为输入连接。
特点
s
完全兼容行业标准2901
s
SOS CMOS技术
s
高SEU免疫和闩锁免费
s
高速
s
低功耗
1
MA2901
该多路方案提供选择的能力
各个成对的A，B ，D，Q和“0”输入端的源
操作数到ALU 。这五个输入端，当在采取了两个
时间，导致源操作数的10种可能的组合
对。这些组合包括AB ， AD， AQ ， A0 ， BD ， BQ ，
B0 ， DQ ， D0和Q0 。很明显的AD ， AQ和A0是
与BD ， BQ中，如果一个有些多余， B0
地址和B的地址是相同的，相同的功能
结果。因此，只有7完全非冗余
源操作数对的ALU 。在MA2901
微处理器实现了这些对八。该
用微指令输入选择ALU源
操作数是升
0
, I
1
和我
2
输入。升的定义
0
, I
1
和
I
2
为8的源操作数的组合中所示
图2中还示出了对于每个选择的八进制代码。
不能完全说明尚未两个源操作数是
D输入端和Q输入端。的D输入端为4位宽的直接数据
现场输入。此端口用于插入所有的数据到工作
注册该装置的内部。同样，此输入可被用
ALU的修改任何内部数据文件。 Q寄存器
是一个独立的4位文件主要用于乘法和
除法的例程，但它也可以被用来作为一个累加器或
保持寄存器适合某些应用。
ALU的本身是一个高速运算/逻辑运算符
能胜任三个二进制算术和五个逻辑
功能。在我
3
, I
4
和我
5
微指令输入用于
选择ALU的功能。这些输入的定义，示出
在图3中的八进制代码还示出，以供参考。该
正常的技术级联多个器件ALU在一个
先行进位模式。进行生成， GN ，并进行
传播，PN，是该装置的用于与一个进位输出端的使用
前瞻发电机。了进道道通+ 4 ，也产生
并且可以作为用作进位标志在一个输出
状态寄存器。都携带式（CN ）和进位输出（CN + 4）
高电平有效。
ALU有其他三个状态为主的输出。这些
为f
3
F = 0时，和溢出（ OVR ） 。这架F
3
输出是最
显著（符号）位ALU的，并且可以被用来确定
而不使三态阳性或阴性结果
数据输出。 F
3
被非反相的相对于所述符号位
输出Y3 。在F = 0的输出是用于零检测。它是一个
集电极开路输出，并且可以与丝或运算
微处理器片。 F = 0为高电平时，所有的F输出
低。溢出输出（ OVR ）用于标志运算
操作超过可用的2的补码
数范围。溢出输出（ OVR ）为高电平时，
溢出的存在。也就是说当的C n + 3和的C n + 4是不
相同的极性。
ALU的输出数据被发送到多个目的地。它
可以是该装置的数据输出和它也可以被存储在
在RAM或Q寄存器。 ALU的八种可能的组合
目标函数可通过I所定义
6
, I
7
和
I
8
微指令的投入。这些组合示于
图4中。
四比特数据输出字段（ Y）具有三个状态
输出，可直接总线组织。输出控制
（ OEN ）用于使能三态输出。当OEN是
高电平时，Y输出处于高阻抗状态。
一个双输入多路转换器还用于在数据输出
这样，无论是A-端口的RAM或ALU的输出（ F）的
在该装置Y输出被选中。此选择
由I控制
6
, I
7
和我
8
微指令的投入。
正如前面所讨论的，在RAM的输入被驱动
从三输入端多路转换器。这允许ALU的输出，以
输入非移，移一个位置（x 2）或移
下一个位置（ ÷ 2 ） 。换档器有两个端口;标记
内存
0
和RAM
3
。这两个端口由一个缓冲器，驱动器
具有三态输出和输入到多路复用器。
微码
ALU源
操作数
八进制
CODE
0
1
2
3
4
5
6
7
I5
L
L
L
L
H
H
H
H
微码
ALU
功能
I4
L
L
H
H
L
L
H
H
L
H
L
H
L
H
L
H
I3
八进制
CODE
0
1
2
3
4
5
6
7
加s
零下
减号S
R或S
RN性及S
R和S
- [R EX- OR 5
- [R ，EX-NOR S
R + S
S-R
R-S
R
∨
S
RN
∧
S
R
∧
S
R
S
RN
SN
符号
I
2
I
1
I
0
R
A
A
0
0
0
D
D
D
S
C
B
Q
B
A
A
Q
0
L
L
L
L
H
H
H
H
L
L
H
H
L
L
H
H
L
H
L
H
L
H
L
H
图2 ： ALU源操作数控制
+ =加; - =负;
V
= OR;
Λ
= AND ;
= EX-OR
图2 ： ALU功能控制
3
MA2901
在换档模式中，在RAM中
3
缓冲区已启用，
内存
0
多路转换器的输入被使能。同样地，在降档
模式中，RAM
0
缓存和RAM
3
输入被使能。在NO-
换档模式，无论是缓冲器中的高阻抗状态，
多路输入没有选择。换档控制
从我
6
, I
7
我
8
微指令输入如在图中定义
4.
类似地，在Q寄存器从一个3输入驱动
多路复用器。在非变速模式时，多路复用器进入
ALU数据转换成Q寄存器。无论是在升档或降档
模式下，多路开关选择Q寄存器的数据适当地
向上或向下移动。在Q移位器还具有两个端口;一个是
标Q
0
而另一个是Q
3
。这两个操作
端口是类似RAM的移位寄存器，并且还从I控制
6
,
I
7
我
8
如图4 。
在图1中示出的时钟输入来控制的RAM中，在Q
电阻和A和B的数据锁存器。当启用时，数据是
移入上的低到HlGH过渡Q寄存器
时钟。当时钟输入为高电平时， A和B锁存器
是开放的，并通过任何数据存在于RAM中
输出。当时钟输入端为低电平时，锁存器被关闭
并且将保留最后输入的数据。如果RAM - EN启用
新的数据将被写入到RAM中的文件（字）被定义
B地址字段时，时钟输入为低。
源操作数& ALU功能
8个源操作数对任何一个都可以通过选择
指令输入LO ，L
1
我
2
用于通过ALU的用途;指令
输入我
3
, I
4
和我
5
那么，控制该ALU功能选择 -
5逻辑和三个运算功能。在运算
模式，进位输入（CN ）也影响到ALU的功能;该
进行输入对'F'结果在逻辑模式没有影响。
这些控制参数（我
6
- l
0
和Cn）的汇总于
图5为完全定义ALU /源操作数
功能。
ALU的功能也可以在检查任务的基础：
也就是说，加，减，与，或，等等。再次，在
运算模式，进位输入仍然影响的结果，而
在逻辑模式，它不会。图6和7 ，分别
定义各种逻辑和ALU的运算功能;
都携带状态（ CN = 0 / CN = 1）在函数定义
矩阵。
微码
I
8
L
L
L
L
H
H
H
H
I
7
L
L
H
H
L
L
H
H
I
6
L
H
L
H
L
H
L
H
八进制
CODE
0
1
2
3
4
5
6
7
RAM功能
移
X
X
无
无
下
下
Up
Up
负载
无
无
F
→
B
F
→
B
F/2
→
B
F/2
→
B
2F
→
B
2F
→
B
Q-注册功能
移
无
X
X
X
Q/2
→
Q
X
Up
X
负载
F
→
Q
无
无
无
F
无
2Q
→
Q
无
Y
产量
F
F
A
F
-
F
F
F
RAM移位
内存
0
X
X
X
X
F
0
F
0
IN
0
IN
0
内存
3
X
X
X
X
IN
3
IN
3
F
3
F
3
Q移位
Q
0
X
X
X
X
Q
0
Q
0
IN
3
X
Q
3
X
X
X
X
IN3
X
Q
3
Q
3
X =不在乎。电，换档销是一个TTL输入内部连接到一个三态输出是在高阻抗状态。
B =注册地址由8个输入。最多是走向高位，向下是对LSB 。
图4 ： ALU控制目标
I
2,1,0
OCた升
ALU源
/ ALU
功能
为C n = L
加s
为C n = H
CN = L
零下
为C n = H
为C n = L
减号S
为C n = H
R或S
R和S
RN性及S
- [R EX- OR 5
EX NOR S
0
A，Q
A + Q
A+Q+1
Q-A-1
Q -A
A-Q-1
A- Q
A
V
Q
A
Λ
Q
AN
Λ
Q
A
Q
AN
QN
1
A，B
A + B
A+B+1
B-A-1
B-A
A-B-1
A-B
A
V
B
A
Λ
B
AN
Λ
B
A
B
AN
BN
2
0,Q
Q
Q +1
Q -1
Q
-Q-1
-Q
Q
0
Q
Q
Q
3
0,B
B
B+1
B-1
B
-B-1
-B
B
0
B
B
B
4
0,A
A
A+1
A-1
A
-A-1
-A
A
0
A
A
A
5
D，A
D + A
D+A+1
A - D1
A-D
- A -1
D-A
D
V
A
D
Λ
A
DN
Λ
A
D
A
DN
AN
6
D，Q
D + Q
D+Q+1
Q-D-1
Q -D
D-Q-1
D- Q
D
V
Q
D
Λ
Q
DN
Λ
Q
D
Q
DN
QN
7
D,0
D
D+1
-D - 1
-D
D-1
D
D
0
0
D
DN
克拉人
I
5,4,3
0
1
2
3
4
5
6
7
+ =加; - =负;
V
= OR;
Λ
= AND ;
= EX-OR
图5 ：源操作数和ALU功能矩阵
4
QQ：2881677436 复制
