UNIDADE LÓGICA
ARITMÉTICA (ULA)
Princípios Básicos de
Funcionamento
Modelo de Von Neumann

Todo computador é formado
por:
Unidade de Central de
Processamento (CPU)
 Periféricos de Entrada e Saída
 Memórias

Modelo de Von Neumann

A CPU contém:
Elementos de Armazenamento
(Registradores)
 Unidade Lógica e Aritmética (ULA)
 Circuitos de Controle e
Temporização.

Modelo de Von Neumann
Componentes Básicos de um Computador
Modelo de Von Neumann
Nosso objeto de estudo será a
UNIDADE LÓGICA E
ARITMÉTICA
Unidade Lógica e Aritmética

Podemos considerá-la como
uma “grande calculadora
eletrônica” do tipo desenvolvido
durante a II Guerra Mundial, e
sua tecnologia já estava
disponível quando os primeiros
computadores modernos foram
construídos.
Unidade Lógica e Aritmética

É a parte do computador onde são
feitas as operações aritméticas e
lógicas com os dados


O tipo de operação a ser executado é
determinado por sinais vindos da
unidade de controle.
Os dados a serem operados são lidos
dos dispositivos de entrada para a
memória e após obtidos os resultados
enviados novamente para a memória e
daí para os dispositivos de saída de
dados.
Unidade Lógica e Aritmética

A tecnologia utilizada foi
inicialmente relés, herança da
telefonia, e posteriormente
válvulas, herança da radiofonia.
Com o aparecimento dos
transistores, e depois dos
circuitos integrados, os circuitos
da ULA passaram a ser
implementados com a
tecnologia de semi-condutores.
Unidade Lógica e Aritmética

A ULA pode realizar diversas
operações, entre elas:
Adição
 Subtração
 Operações lógicas (E, OU, XOR,
Inversão)
 Deslocamento (à esquerda e à
direita)
 Comparação

Unidade Lógica e Aritmética

Além de executar funções
aritméticas, uma ULA deve ser
capaz de determinar se uma
quantidade é menor ou maior
que outra e quando as
quantidades são iguais. A ULA
pode executar funções lógicas
com letras e com números.
Unidade Lógica e Aritmética


As ULA’s mais modernas
realizam também as operações
de multiplicação e divisão.
As operações são realizadas
pela leitura de dois
registradores fontes do banco
de registradores, e com a
escrita do resultado no
registrador de destino.
Unidade Lógica e Aritmética

Podemos concluir então, que a
ULA:
Executa operações aritméticas
comuns
 Toma decisões lógicas,
resolvendo sintaxes lógicas em
uma programação.

Unidade Lógica e Aritmética



Uma ULA pode ser construída
como uma cascata de vários
estágios idênticos.
Não existem regras de como
projetar cada estágio da ULA.
Em geral, a aplicação determina
o circuito de cada estágio da
ULA.
Unidade Lógica e Aritmética

Na próxima figura é mostrado o
diagrama em blocos da ULA, onde:


/RACARGA – Habilita a transferência do
conteúdo do barramento de dados para
o Acumulador, quando houver uma
transição positiva do /CLOCK.
/RBCARGA - Habilita a transferência do
conteúdo do barramento de dados para
o Registrador Temporário, quando
houver uma transiçãopositiva do
/CLOCK.
Unidade Lógica e Aritmética





MODOULA – Define o modo
(aritmético = 1 ou lógico = 0) de
operação de UL.
S0, S1, S2, S3 – define a operação
as ser realizada.
/FLAG – Armazena o estado dos
Flags no Registrador de Flags.
/UM – Define o estado fo carry de
entrada.
/ULALER – Habilita a transferência
do resultado para barramento de
dados.
Unidade Lógica e Aritmética

Existem diversos circuitos
integrados disponíveis
comercialmente que são
classificados e vendidos como
ULA, apesar de não
apresentarem a capacidade
lógica e aritmética de uma ULA.
Unidade Lógica e Aritmética



Esses circuitos são capazes de realizar
várias operações lógicas e aritméticas
diferentes com dados binários de entrada.
A operação específica é determinada pelo
código binário específico que é aplicado
nas entradas dos bits seletores de função.
Cada circuito possui um conjunto
específico de funções que pode executar,
diferente das demais ULA’s.