Arithmetic Logic Unit (ALU)

Unit logika aritmatika (ALU) adalah blok bangunan digital yang mampu melakukan operasi aritmatika dan logika.  Unit logika aritmatika yang dapat melakukan berbagai operasi aritmatika seperti penambahan, pengurangan, dll, dan fungsi logika seperti ANDing, ORing, EX-ORing, dll, pada dua angka empat bit biasanya tersedia dalam bentuk IC.  Fungsi yang akan dijalankan dapat dipilih dari pin pemilihan fungsi.  Beberapa nomor tipe ALU yang populer termasuk 74181, 74381, 74382, 74582 (semua dari keluarga logika TTL) dan 40181 (dari keluarga logika CMOS).  Rincian fungsional IC ini diberikan di akhir bab di bawah judul Informasi yang Relevan dengan Aplikasi.  Lebih dari satu IC ini selalu dapat dihubungkan secara kaskade untuk melakukan operasi aritmatika dan logika pada jumlah bit yang lebih besar

Rangkaian ALU 1 Bit

Prisip Kerja ALU 1 Bit

ALU(Arithmetic and Logic Unit) adalah sebuah kumpulan gerbang logika yang disatukan untuk dapat mengerjakan beberapa fungsi tertentu tergantung kontrol yang diberikan. Artinya ALU dapat mengerjakan berbagai jenis fungsi sekaligus dengan memilih jenis fungsi mana yang akan dilakukan pada ALU tersebut. Contohnya adalah ALU 1 bit yang dapat mengerjakan fungsi logika(AND, OR, NOT) dan fungsi Full Adder sekaligus. ALU ini menggunakan Gerbang logika untuk operasinya yaitu AND, OR, dan NOT, serta sebuah IC Full Adder(7483). Untuk melakukan kontrol digunakan multiplexer 4 to 1 dengan 2 selector.
Seperti terlihat pada rangkaian diatas, A, B, dan Cin adalah input data utama yang berhubungan langsung dengan 4 operasi dasar yang dapat dilakukan ALU tersebut. Kemudian output dari operasi- operasi dasar itu dimasukkan ke input dari multiplexer 4 to 1. Seperti yang kita ketahui multiplexer hanya akan mengeluarkan 1 output tergantung dari nilai selectornya. Karena itulah F0, dan F1 digunakan sebagai selector pada multiplexer sehingga selector ini dapat berfungsi sebagai kontrol operasi terhadap ALU tersebut. 

Selector (F0,F1) bernilai 00 untuk operasi Not dengan input A sehingga B dan Cin tidak berpengaruh pada output
Selector (F0,F1) bernilai 01 untuk operasi OR dengan input A dan B sehingga Cin tidak berpengaruh pada output
Selector (F0,F1) bernilai 10 untuk operasi AND dengan input A dan B sehingga Cin tidak berpengaruh pada output
Selector (F0,F1) bernilai 11 untuk operasi Full Adder dengan input A, B dan Cin dengan output hasil Q dan output tambahan Cout.

Tabel Hasil Output


Khusus untuk full adder dibutuhkan output tambahan yaitu Cout. Cout hanya digunakan saat fungsi Full adder yang dipilih karena itu digunakan gerbang AND untuk membuat output Cout bernilai 0(tidak berfungsi) saat mengerjakan fungsi yang bukan Full adder. Selector digabungkan dengan gerbang AND sehingga hanya akan bernilai 1 saat mengerjakan fungsi full adder(F0,F1 = 11)dan hasil output selector ini di masukkan gerbang AND lagi bersama dengan output dari IC Full Adder(7483).