第六章 运算和数据流动控制逻辑
我们知道，诸如加、减、乘、除、比较等运算都可以用组合逻辑来实现，但运算的输入必
须稳定一段时间，才可能得到稳定的输出，而输出要被下一阶段的运算作为输入，也必须
要有一段时间的稳定，因而输出结果必须保存在寄存器组中。在计算电路中设有许多寄存
器组，它们是用来暂存运算的中间数据。对寄存器组之间数据流动进行精确的控制，在算
法的实现的过程中有着极其重要的作用。这种控制是由同步状态机实现的。
开关逻辑应用举例：
设想下面的组合逻辑是一个乘法器，把输入的数乘 3，然后输出。因为乘法器是由门组成
的，所以会有延迟，从图上看，为了取得稳定的输出需要 10ns 的延迟。如果能有效地控制
Sn 的开关时间就可以取得稳定的输出，把运算结果存入寄存器。
图 6.4 带输出控制开关的运算组合逻辑和数据流波形
设想下图中由开关 S1 和开关 S2 控制的两个组合逻辑都是运算逻辑，例如乘法器或加法器
等，而寄存器 A，B，C是用来寄存运算的输入、中间和输出数据的。如果能与时钟配合来
精确地控制开关的闭合和断开，在寄存器中暂存的中间或输出数据都会是上一步运算的稳
定结果，而不会出现冒险和竞争的现象。
设想下图中由开关 S1、S3、S5 控制的三个组合逻辑都是运算逻辑，例如乘法器或加法器
等，而寄存器组 A，B，C 是用来寄存运算的输入、中间和输出数据的。开关 S2、S4、S6 是
三态门，能控制寄存器组 A，B，C的输出到总线上还是与总线隔离。 如果能与时钟配合来
精确地控制 S1 到 S6 开关的闭合和断开，在寄存器中暂存的中间或输出数据都会是上一步
运算的稳定结果，而不会出现冒险和竞争的现象。运算的过程可以在这几个寄存器组内反
复地执行，直到通过开关的控制使其停止。下面让我们通过简单的描述来说明一个极其重
要的概念：生成与时钟精确配合的开关时序是计算逻辑的核心。
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