Logisim ALU 红线 - 不了解原因以及如何修复

Posted 2023-02-16

【中文标题】Logisim ALU 红线 - 不了解原因以及如何修复

【英文标题】：Logisim ALU Red Lines - Not Understanding Causes and How to Fix

【发布时间】：2017-04-19 02:07:30

【问题描述】：

我正在进行一个项目，我需要为 MIPS 的特定指令子集创建自己的 CPU。我承认在这个项目之前我认为我理解单周期数据路径。所以请原谅我的困惑。

我的问题在于我的 ALU。 ALU Opcode 是一个 4 位数字，SubOp 是一个单位值。当我尝试测试我的 ALU 时，输出的所有行都是红色的。我不确定为什么。如果我删除NOR Gate 的输出，所有其他行都会变黑。然后，当我将Opcode（图像的左下角）从AND 门（0x00）更改为另一个值时，输出线再次变红。

虽然此 ALU 尚未完成，但我想请教一下为什么会发生这种情况？输入为 8 位长。我已经将其分解为一个简单的AND 门，采用 8 位输入，但我仍然收到红线。无论选择Opcode，ALUresult（中下）都会产生错误。

我错过了什么？

我知道有一种更简单的方法可以解决这个问题。但我正试图将 ALU 的“操作码”分解成更容易理解的东西，直到测试完成。一旦我了解了这个红线问题，我就打算做这件事。

【参考方案1】：

我不确定，但我认为使用解复用器将不起作用：

通常，解复用器的“未选择”通道的输出具有恒定值（例如 0 或 2^N-1），而不是高阻抗。

即使它是高阻态：如果某个门（例如与门）的输入是高阻态，则输出不一定是高阻态。这取决于使用的工具。

假设您要进行加法并将数字 4 和 3 相加。假设解复用器的未选择通道输出 0。

在这种情况下会发生以下情况：

将输出传递给加法器和减法器的两个解复用器中的一个将返回 4 和 0，另一个将返回 3 和 0。

加法器将计算：4+3=7，而减法器将计算 0-0=0。

两个 (!!!) 值现在都将被馈送到“ALUresult”线！！！

您通常做的是进行所有计算（将寄存器传递给所有操作）。所以你总是有所有的结果（或、与、和、差、积、商……）。

然后你使用多路复用器（不是解复用器）来选择你感兴趣的结果。

【讨论】：

啊啊啊啊！！！很好的答案。现在完全有道理。谢谢你。我没有意识到 Demux 发出了两个这样的信号。它可以解释为什么当其中一根电线被切断时，它会将所有其他电线清除为黑色。然后当我使用 Opcode 输入选择另一组函数时，它们又变红了！