おびやまロボット研究所　～マイコン電子工作と自作ドローン～

動作確認用周辺回路を含むＡＬＵ（算術論理演算装置）の回路構成を図２－９に示す．

図左側の縦に８本並列に並んでいるのがデータバスで，すぐ横に配置されているのがアキュームレータに用いた８ビットレジスタである．これは８ビットシフトレジスタの74199というTTLを用いた．
縦に２個配置されている74LS181は４ビットALUの論理ICで，A3-A0の４ビットとB3-B0の４ビットの演算結果がF3-F0に出力される．また，足し算の桁上がり結果等がCn+1に出力される．これを２個用いて８ビットの演算回路を構成した．

演算の種類は，S3からS1までと，Cn，Mの入力により制御される．命令レジスタの上位３ビットから演算の種類が決定されるので，16進キーの３ビットを用いて命令レジスタからの入力を想定し，それに応じた制御出力をPROMにより生成した．

PROMの内容は，CircuitMakerの画面上でPROMにカーソルを合わせて右クリックで内容表示を選択して確認できる．ADD，SUB，NANDおよび左SHIFT命令は実現できたが，74LS181の規格上，右シフトは本回路では実現できなかった．
ALUの演算結果は横向きに配置されている74199によりラッチ（保持）され，そのタイミングがトリガクロックにより与えられる．その出力は，74LS245のトライステートバッファを介してデータバスに接続されている．

データバスの左側には，バスに信号を与える16進キー２個がトライステートバッファを介して接続されている．データバスでは双方向にデータがやりとりされるので，レジスタまたはメモリの２ヶ所から同時にデータが出力されないように，出力信号はトライステートバッファを介して接続されなければならず，なおかつ，出力はどちらか一方のみが選択されなければならない．

演算結果において，桁上がりが生じた場合とゼロの値に成った場合は，Cn+1のキャリー信号と８入力NORにより検出され，それぞれキャリーフラグとゼロフラグとしてD-FF（74LS74）２個に記憶される．STORE命令時はACCのデータをALUを素通りさせてメモリへ書き込むが，この際フラグの状態が変化しないように，D-FFの入力を制御している．

図２－９　ＡＬＵの回路構成