🤟 🏖️ ✌🏻 Di dalam AMD 1970 Am2901 mikroprosesor multi-chip sectional ⚠️ 📓 🧑🏾‍🤝‍🧑🏻

Di dalam mikroprosesor multi-chip AMD Am2901 AMD tahun 1970-an,

Anda mungkin akrab dengan prosesor canggih yang diproduksi oleh Advanced Micro Devices. Tetapi AMD mulai memproduksi prosesor kembali pada tahun 1975 ketika pertama kali memperkenalkan Am2901-nya. Itu yang disebut prosesor multi-chip sectional: setiap chip memproses 4 bit, dan untuk meningkatkan ukuran kata, beberapa chip digunakan secara bersamaan. Pendekatan ini digunakan pada 1970-an dan 1980-an untuk membuat prosesor 16, 32 atau 64 bit (misalnya), ketika mereka tidak dapat menempatkan seluruh prosesor pada satu chip cepat. Ada prosesor pada chip yang sama, tetapi MOS merekaTransistor Bekerja Lebih Lambat. Seiring waktu, prosesor CMOS menjadi lebih cepat daripada prosesor transistor bipolar, dan ketika kecepatan mereka tumbuh cukup, hampir semua produsen beralih ke mereka. Foto kristal dengan chip Am2901. Lapisan logam chip terlihat; silikon di bagian bawah. Di tepi kristal, konduktor kecil menghubungkan chip dengan kontak eksternal.

Chip Am2901 memperoleh popularitas besar, digunakan dalam berbagai sistem, dari video game Battlezone hingga komputer mini VAX-11/730, dari workstation Xerox Star ke komputer Magic 372 yang terpasang di pesawat tempur F-16. Versi yang lebih cepat dari prosesor ini, Am2901C, menggunakan emitter-coupled logic (ESL) untuk meningkatkan kinerja. Pada artikel ini, saya membedah Am2901C, memeriksa kristal di bawah mikroskop, dan menjelaskan bagaimana sirkuit ESL memungkinkan untuk menerapkan unit logika aritmatika (ALU).

Ngomong-ngomong, dalam dokumentasi untuk Atari Battlezone tidak disebutkan model spesifik chip Am2901, namun ada catatan kaki untuk nomor bagian 137004-001, yang mereka sebut "array transistor". Selain itu, distorsi yang disengaja dibuat dalam diagram pinout chip yang diberikan, dan 20 pin alamat dan 8 pin data ditampilkan untuk membuat chip terlihat seperti ROM (tidak seperti, misalnya, chip seri 7400 dijelaskan dengan tepat). Atari mungkin telah mencoba untuk mencegah kloning video game-nya dengan menyembunyikan model-model dari beberapa chip utama.

Alternatif populer untuk Am2901 di banyak mikrokomputer adalah chip ALU 74181 . Ini menyediakan fungsi aritmatika dan logika yang sama dengan Am2901, tetapi tidak registernya.

Mikroprosesor penampang multi-chip

Anda mungkin bertanya-tanya bagaimana beberapa chip prosesor dapat bekerja bersama dan mendukung kata-kata yang panjangnya berubah-ubah. Intinya adalah bahwa bagian mikroprosesor (MS) adalah bata bangunan, bukan seluruh prosesor, dan perlu sirkuit terpisah untuk mendekode instruksi dan mengendalikan sistem. MS memiliki register, mereka melakukan operasi aritmatika dan logis dengan data, dan chip kontrol (seperti Am2901) memberi tahu MS apa yang harus dilakukan. Setiap instruksi mesin dibagi menjadi langkah-langkah yang lebih kecil, instruksi mikro disimpan dalam mikrokode ROM. Dalam hal ini, set instruksi ditentukan oleh mikrokode, dan bukan Am2901, sehingga hampir semua set instruksi dapat didukung .

Karena kenyataan bahwa bagian-bagian dalam prosesor semacam itu tidak sepenuhnya independen satu sama lain, kesulitan-kesulitan tertentu muncul selama pengoperasian prosesor. Misalnya, ketika menambahkan dua angka, transfer dari satu bagian harus ditransfer ke yang lain. Juga, kerja bersama dari beberapa bagian membutuhkan operasi seperti memeriksa tanda atau memeriksa hasil nol. Chip Am2901 memiliki output khusus untuk mendukung fungsi-fungsi ini.

Apakah Am2901 sebuah mikroprosesor? Dari sudut pandang saya, Am2901 hanya merupakan bagian dari prosesor, tetapi semuanya tergantung pada bagaimana menentukan "mikroprosesor" (Saya menggambarkan pemikiran saya tentang ini secara rinci dalam artikel terpisah)) Menariknya, di Uni Soviet mereka lebih condong ke arah mikroprosesor sectional daripada di AS. Dan jika di Barat kata "mikroprosesor" biasanya berarti prosesor pada satu chip, dalam prosesor USSR pada satu chip atau dari beberapa bagian biasanya tidak dibedakan .

Multi-chip sectional mikroprosesor (MSM) berada di suatu tempat di tengah-tengah antara chip mikroprosesor dan komputer yang terbuat dari TTL sederhanakeripik. Pada saat itu, merakit komputer dari chip TTL jauh lebih cepat daripada membuat mikroprosesor, tetapi ini membutuhkan banyak papan dengan chip. Penggunaan MSM memungkinkan untuk mempertahankan keunggulan dalam kecepatan, sekaligus mengurangi jumlah chip yang digunakan. MSM juga memberikan fleksibilitas yang lebih besar dibandingkan dengan mikroprosesor, yang memungkinkan perancang untuk menyesuaikan serangkaian instruksi dan fitur arsitektur lainnya.

Ikhtisar kristal

Foto di bawah ini menunjukkan kristal Am2901 dan menyoroti blok fungsional utama. Untuk foto ini, saya melepas lapisan logam sehingga silikon dan transistor dapat terlihat. Blok fungsional terbesar chip adalah memori register di tengah. Chip ini memiliki 16 register 4-bit (Anda dapat melihat 16 kolom dan 4 baris dalam array memori). Di sebelah kiri dan kanan blok memori adalah sirkuit driver memori yang mengontrol penulisan dan membaca. Foto kristal Am2901; Blok fungsi utama ditandai. Sirkuit eksternal terutama terdiri dari buffer yang mengubah sinyal antara TTL eksternal dan ESL internal. Am2901 Diagram Alir Lengkap

Perangkat logika aritmatika (ALU) dari chip terlibat dalam aritmatika (penambahan dan pengurangan) dan operasi logis (DAN, ATAU, tidak termasuk ATAU). Bagian pertama ALU adalah blok besar di kiri bawah; itu terdiri dari empat baris, karena itu adalah ALU 4-bit. ALU juga memiliki logika yang menghasilkan output carry untuk penambahan, dan menggunakan teknik cepat yang disebut "carry lookahead". Kemudian, ALU menggunakan nilai yang ditransfer untuk menghasilkan jumlah secara paralel. Akhirnya, sirkuit hasil proses dan buffer jumlah, dan mengirimkannya ke kontak output.

Transfer dengan pratinjau menggunakan sinyal Generate dan Propagate untuk menentukan apakah sedikit di setiap posisi menghasilkan transfernya sendiri atau melewati yang masuk. Misalnya, jika Anda menambahkan 0 + 0 + C (C adalah transfer), transfer tidak dapat dihilangkan dari penambahan ini, terlepas dari ukurannya. Di sisi lain, jika Anda menambahkan 1 + 1 + C, transfer akan tetap muncul, terlepas dari apa C. Akhirnya, dalam kasus 0 + 1 + C (atau 1 + 0 + C), transfer akan ditransfer lebih lanjut jika C bukan nol. Akibatnya, gerbang logika sederhana membuat sinyal G (Generate) untuk setiap bit jika kedua bit sama dengan 1, dan sinyal P (Propagate) jika kedua bit tidak sama dengan 0.

Formula transfer tergantung pada lokasi bit. Sebagai contoh, pertimbangkan transfer dari bit 0 ke bit 1. Ini akan terjadi jika flag P0 diatur (yaitu, transfer berasal atau dikirim), dan jika transfer telah muncul dalam bit ini, atau itu datang dari bit lain. Kemudian C1 = P0 AND (Cin OR G0). Dalam tanda hubung lebih tinggi, jumlah opsi bertambah, dan kompleksitasnya terus meningkat. Sebagai contoh, pertimbangkan transfer ke bit 2. Pertama, P1 harus dikokang sehingga transfer berjalan dari bit 1. Selain itu, transfer dibuat dengan bit 1 atau ditransfer dari bit 0. Akhirnya, transfer pertama juga harus datang dari suatu tempat take it: itu adalah transfer yang berasal dari bit 0, atau transfer yang dihasilkan oleh bit 1. Jika Anda memasukkan semua ini ke dalam rumus, Anda mendapatkan fungsi yang digunakan di Am2901: C2 = P1 AND (G1 OR P0) AND (C0 OR G0 OR G1).Formula untuk transfer yang berbeda dan P dan G eksternal diberikan padaspesifikasi , gbr. 9.

Persegi panjang kosong di tepi chip adalah area untuk menghubungkan chip ke dunia luar. Di sebelahnya ada skema untuk mengirim dan menerima sinyal. Khususnya, karena chip berkomunikasi dengan sirkuit eksternal menggunakan sinyal TTL, tetapi menggunakan ESL secara internal, sirkuit ini mengkonversi antara tegangan TTL dan ESL.

Chip ini memiliki dua register geser yang mampu menggeser kata satu bit ke kanan atau kiri. Daftar Q - Daftar 4-bit berdasarkan pemicu. Akhirnya, rangkaian tegangan referensi menghasilkan tegangan referensi tepat yang diperlukan untuk pengoperasian ESL.

Cara melihat kristal

Untuk melihat ke dalam chip, Anda biasanya harus melarutkan wadah plastiknya menjadi asam berbahaya. Namun, saya tidak membeli chip Am2901 dalam wadah plastik, tetapi dalam wadah keramik. Saya hanya berjalan di sepanjang jahitan chip dengan pahat dan memutus dua bagian, yang memungkinkan saya untuk sampai ke kristal di dalam. Kristal silikon adalah persegi panjang kecil di tengah chip. Konduktor tipis menghubungkan bantalan kristal ke rangka timah, yang mengarah ke 40 kontak chip eksternal.

Am2901 setelah melepaskan dua bagian dari tubuh keramik.Untuk

mendapatkan foto resolusi tinggi dari chip, saya menggunakan mikroskop metalografi khusus. Pada foto di bawah ini Anda dapat melihat logo AMD. Di atas adalah konduktor yang disolder ke situs. Chip ini memiliki dua lapisan logam yang membuat sirkuit listrik, terlihat di foto di sebelah kanan.

Foto close-up chip - tulisan 4301X (mungkin nomor bagian) dan "AMD 1983" terlihat.

Saya mengumpulkan foto resolusi tinggi yang besar dari beberapa gambar mikroskop kecil (baca lebih lanjut tentang proses membuat foto kristal di sini ). Kemudian saya melepas lapisan logam dan mengambil satu set foto silikon.

Foto close-up di bawah ini menunjukkan empat transistor dan tiga resistor. Area silikon yang berbeda memiliki kotoran yang berbeda, memberikan sifat yang berbeda, dan area ini terlihat di bawah mikroskop. Chip didasarkan pada bipolarTransistor NPN berbeda dari transistor MOS komputer modern. Transistor dasar (silikon tipe-p), emitor (silikon tipe-n) dan kolektor (silikon tipe-n) ditandai pada transistor kiri [B, E, C]. Persegi panjang cahaya adalah kontak silikon dan lapisan logam yang dulunya berada di atas. Dua transistor di sebelah kanan memiliki satu kolektor besar yang sama. Pada chip ini, transistor dengan kolektor umum sering ditemukan.

Di bawah ini adalah tiga resistor. Sebuah resistor diperoleh dengan menambahkan kotoran ke silikon yang meningkatkan resistansi. Keakuratan resistor di IC biasanya buruk. Mereka juga ternyata relatif besar - di sini ukurannya sama dengan transistor, sementara yang lain jauh lebih besar. Karena itu, ketika merancang IC, mereka mencoba untuk meminimalkan jumlah resistor.

Logika terkait emitor

Skema logika dapat dibuat dengan cara yang sangat berbeda. Hampir semua komputer modern menggunakan sistem logika CMOS ( struktur semikonduktor oksida logam komplementer ), di mana katup terdiri dari transistor MOS. Di era komputer mini, TTL sangat populer. ESL adalah skema yang lebih cepat, tetapi kurang umum. Kerugian ESL adalah konsumsi energi yang lebih besar (superkomputer Cray-2 1985 menggunakan katup ESL untuk meningkatkan kecepatannya, tetapi harus didinginkan dengan freon cair).

Sebagian besar keuntungan dari ESL dalam kecepatan adalah karena fakta bahwa transistor tidak sepenuhnya dihidupkan. Ini memungkinkan transistor untuk dengan cepat mengubah jalur saat ini. Selain itu, perbedaan antara tegangan untuk nilai 0 dan 1 kecil (dari urutan 0,8 V), sehingga sinyal dapat beralih bolak-balik dengan cukup cepat. Misalnya, dalam katup TTL, perbedaan tegangan sekitar 3,2 V (sinyal dapat beralih pada kecepatan sekitar 1 V per nanosecond, sehingga dengan perbedaan tegangan yang besar ada penundaan beberapa nanodetik). Di sisi lain, perbedaan tegangan yang kecil menyebabkan peningkatan sensitivitas ESL terhadap kebisingan listrik.

Versi pertama Am2901 menggunakan TTL, tetapi pada tahun 1979 AMD memperkenalkan versi yang lebih cepat, Am2901C. Am2901C secara internal menggunakan ESL untuk kecepatan, tetapi di bagian luarnya mempertahankan tegangan TTL, membuatnya mudah digunakan di komputer TTL. Posting ini menjelaskan varian Am2901C.

ESL didasarkan pada sistem pasangan diferensial - penguat operasional bekerja dengan cara yang sama . Ide pasangan diferensial (lihat di bawah) adalah bahwa indra tetap mengalir sesuai dengan skema. Jika tegangan pada input di sebelah kiri lebih besar daripada di sebelah kanan, maka transistor kiri akan menyala dan sebagian besar arus akan melalui cabang kiri. Dan sebaliknya (perhatikan bahwa transistor emitor terhubung - maka nama logika emitor-digabungkan.

Pasangan diferensial. Jika tegangan pada input kiri (merah) lebih tinggi, sebagian besar arus akan mengalir di sepanjang jalur kiri, dan sebaliknya.

Beberapa modifikasi memungkinkan Anda untuk mengubah pasangan diferensial menjadi katup ESL. Pertama, tegangan dalam satu cabang diperbaiki dan menjadi referensi, di suatu tempat dalam interval antara level 0 dan 1. Kemudian, jika input lebih tinggi dari tegangan referensi, itu akan dianggap sebagai 1, dan jika lebih rendah - sebagai 0. Kemudian, output terhubung ke cabang Transistor (hijau), yang memberikan sinyal output dengan buffering tegangan cabang. Rangkaian inverter ditunjukkan di bawah ini, karena jika tegangan input tinggi, arus melalui resistor kiri akan menarik output ke bawah. Untuk meningkatkan kinerja, resistor yang lebih rendah digantikan oleh tiriskan (magenta), yang terdiri dari transistor dan resistor.

Drainase di bagian bawah katup ESL memberikan, pada kenyataannya, arus konstan yang dikendalikan oleh tegangan V _{CS yang} masuk . Pilihan ini lebih baik daripada resistor sederhana, karena arus yang melalui resistor bervariasi tergantung pada tegangan, tergantung pada tegangan input. Juga, sirkuit seperti ini menghemat ruang, karena menggunakan resistor yang lebih kecil.

ESL inverter. Resistor kanan atas dapat dihilangkan karena tidak terhubung di mana pun.

Anda dapat membangun katup ESL yang lebih kompleks dengan menambahkan lebih banyak input. Dalam diagram di bawah ini, transistor input kedua (2) ditambahkan sejajar dengan yang pertama (1). Arus akan mengalir melalui resistor R1 jika ada 1 pada input A atau B (yaitu, tegangan akan lebih tinggi dari referensi). Dalam hal ini, output ditarik ke bawah, dan kami mendapatkan katup NOR. Dengan menggunakan konfigurasi lain, Anda dapat membuat katup AND, XOR, atau sirkuit yang lebih kompleks.

ESL NOR valve

Diagram di atas menunjukkan gerbang NOR - seperti diimplementasikan pada sebuah chip. Foto di bawah ini menunjukkan diagram fisik katup yang sesuai. Di sebelah kiri adalah lapisan kristal silikon, di mana transistor dan resistor terlihat. Di sebelah kanan adalah trek logam di bagian yang sama dari chip. Di atas adalah transistor 1 dan 2, menerima sinyal input. Masing-masing memiliki basis di atas, dan emitor di tengah. Transistor memiliki kolektor umum - persegi panjang putih di bawah ini. Resistor R1 dan R2 adalah persegi panjang silikon. Semua transistor di tengah (termasuk 3 dan 4) memiliki kolektor umum yang terhubung dua kali ke nilai tambah (transistor dan resistor non-bernomor milik katup lain).

Katup NOR diimplementasikan pada kristal Am2901

Dapat dilihat dari konduktor di sebelah kanan bahwa lapisan atas menyediakan koneksi konduktor horizontal ke plus, tegangan referensi, VCS drain dan ke minus (dapat dilihat bahwa plus dan minus dibuat lebih lebar untuk mendukung arus tinggi). Di bawahnya adalah konduktor yang menghubungkan transistor. Dari atas, input A dan B dihubungkan ke basis transistor. Sisa kabel lebih sulit untuk dilacak, karena ditutupi oleh lapisan atas. Tetapi Anda dapat, misalnya, melihat hubungan antara transistor 4, pengumpul transistor 1 dan 2, dan R1. Dengan mempelajari foto-foto kristal dengan cermat, Anda dapat memahami semua perkabelan dan merekayasa balik logika chip.

Unit logika aritmatika (ALU)

Unit Logika Aritmatika (ALU) dalam chip Am2901 melakukan operasi aritmatika atau logika 4-bit. Ini mendukung 8 operasi yang berbeda: operasi penjumlahan, pengurangan dan logis bitwise (tidak berurusan dengan perkalian dan pembagian).

Diagram blok di bawah ini menunjukkan struktur AL29 Am2901. Pertama, pemilih (multiplexer) memilih dua input dari sumber potensial. Nilai D ditransmisikan ke kontak data chip, biasanya ke bus data prosesor. A - ini adalah nilai salah satu dari 16 entri dalam file register chip, dipilih oleh kontak A0-A3; B bekerja dengan cara yang sama. Nilai konstan 0 dapat diumpankan ke ALU. Akhirnya, Q adalah isi dari register Q (register terpisah opsional). Banyak sumber data memberi chip lebih banyak fleksibilitas.

Blok diagram ALU Am2901 dari spesifikasi chip. ALU melakukan salah satu dari delapan fungsi pada dua input 4-bit, R dan S. Di sebelah kanan adalah berbagai output dari chip: G, P, carry output, tanda, overflow, uji nol.

Dua nilai yang dipilih, R dan S, dimasukkan ke ALU, yang melakukan operasi yang dipilih dan output hasilnya ke F. Juga, ALU menerima jumlah carry-in dan mentransfer nilai carry-out (CN + 4) ; ini memungkinkan Anda untuk menggabungkan beberapa ALU untuk menangani kata-kata yang lebih panjang. Output G dan P digunakan untuk mentransfer dengan pratinjau, dan tanda, limpahan, dan pengujian nol dapat digunakan sebagai kode prosesor bersyarat.

Jelaskan secara singkat sirkuit ALU, dimulai dengan pemilih. Dua kotak pertama dari pemilih di bawah ini (D dan A) pilih argumen pertama ALU, dan tiga terakhir (A, Q dan B) pilih argumen kedua. Setiap pemilih mengimplementasikan fungsi Pilih • (Nilai ⊕ Balikkan), di mana Nilai adalah nilai input potensial, Pilih adalah 1 untuk memilih nilai ini, dan Balikkan 1 untuk membalikkan nilai (karena ALU adalah 4-bit, 4 bit dipilih; setiap pemilih diimplementasikan menggunakan empat ESL valves).

Nilai yang diinginkan dipilih dengan memasukkan salah satu baris Pilih. Jika tidak ada yang diaktifkan, maka nilai yang masuk ke ALU adalah 0. Juga, pemilih dapat membalikkan input; chip melakukan pengurangan dengan menambahkan nilai terbalik.

Bagian pertama ALU terdiri dari empat lapisan horisontal, satu per bit

Diagram di bawah ini menunjukkan sirkuit AND-XOR yang digunakan dalam ALU AM2901, yang mengimplementasikan operasi A '• (B ⊕ C). Saya akan menjelaskan secara singkat cara kerjanya. Jika tegangan pada input A tinggi, arus mengalir melalui transistor kiri, menarik output ke bawah. Jika B dan C adalah tegangan tinggi, arus melalui transistor kiri B dan C menurunkan output. Jika tegangan pada V dan C rendah, arus melalui transistor V _ref menurunkan output. Jika B dan C memiliki tegangan yang berbeda, arus mengalir dari transistor +, dan output tetap tegangan tinggi. Intinya adalah bahwa satu katup ESL dapat menerapkan fungsi yang kompleks. Dengan sebagian besar gerbang logika, XOR lebih sulit untuk diterapkan. Bagi saya pribadi, logika ESL menyerupai relai tahun 1920-an, karena ia beralih di antara dua jalur saat ini, dan tidak hanya menyala dan mati.

Setelah memilih dua input untuk ALU, ia menghitung bit “Propagate” (P) dan “Generate” (G) untuk setiap pasangan bit yang masuk. Ini adalah bagian dari prosedur transfer pratinjau yang digunakan untuk penambahan cepat.

Foto di bawah ini menunjukkan bagian yang tersisa dari rangkaian ALU (untuk perubahan, foto ini memiliki lapisan logam, tidak seperti foto sebelumnya, di mana hanya ada silikon). Sinyal P dan G dari sirkuit sebelumnya melewati dua blok perhitungan transfer. Unit transfer yang lebih rendah menghitung sinyal P, G, dan transfer eksternal dengan pratinjau untuk beberapa chip; ini memungkinkan Anda untuk dengan cepat menambahkan kata-kata panjang.

Teknik transfer dengan pratinjau dapat diterapkan pada beberapa chip untuk dengan cepat menambahkan angka lebih besar dari 4 bit. Setiap chip menghasilkan sinyal Generate dan Propagate, mengatakan apakah itu akan menghasilkan transfer atau mengirimkan transfer yang masuk. Sinyal-sinyal ini dikombinasikan dengan chip generator transfer dengan pratinjau - seperti Am2902.

Unit transfer atas menghitung transfer internal. Skema “penjumlahan” menghitung jumlah setiap bit menggunakan tanda hubung, dan nilai-nilai P dan G. Adalah penting bahwa karena tanda hubung hyphenation, jumlah setiap bit dapat dihitung secara paralel. Akhirnya, rangkaian output mengubah sinyal ESL internal menjadi sinyal TTL dan mengontrol empat kontak keluaran.

Sisa dari sirkuit ALU

Chip ini menggunakan beberapa teknik menarik yang memungkinkan Anda menggunakan adder untuk delapan operasi. Rangkaian pemilih yang dijelaskan sebelumnya secara opsional dapat melengkapi inputnya. Ini digunakan untuk pengurangan, serta untuk beberapa fungsi logis. Saat menghitung fungsi logis (alih-alih menambah / mengurangi), perhitungan transfer dinonaktifkan. Selama operasi logis, bit tidak terpengaruh oleh apa yang terjadi pada bit lain. Akhirnya, sirkuit XOR dari penambah berubah menjadi sirkuit AND dengan meningkatkan sinyal P secara maksimal. Jadi, alih-alih menggunakan delapan sirkuit berbeda untuk delapan operasi ALU, chip menggunakan sirkuit tunggal dengan beberapa penyesuaian yang dipilih dengan cermat.

Chip menggunakan nilai P dan G untuk menghasilkan jumlah input R dan S dengan carry C. Jumlah (R ⊕ S ⊕ C) ', dihitung sebagai ((P' ∨ G) ⊕ C) ', di mana P = R∨S, dan G = R • S. Jika P sama dengan 1, maka (P '∨ G) berkurang menjadi G sama dengan R • S. Ternyata, dengan mengubah P, sirkuit yang sama dapat digunakan untuk menghitung AND dari nilai input R dan S.

Tabel di bawah ini menunjukkan 8 operasi yang dilakukan oleh ALU. Tiga bit instruksi dimasukkan ke chip dan digunakan untuk memilih operasi: I5, I4 dan I3. Kolom "fungsi" menunjukkan fungsi sesuai dengan dokumentasi, dan kolom "perhitungan" menunjukkan bagaimana masing-masing bit dihitung. Perhatikan bahwa semua operasi pada akhirnya dikurangi menjadi eksklusif ATAU (⊕) atau DAN (∧). Penambahan dilakukan dengan XOR bitwise dari dua argumen dan membawa bit. Pengurangan dilakukan melalui penambahan argumen dan penambahan selanjutnya. Sebagai contoh, menambahkan komplemen R (R ') sama dengan mengurangi R. Bit I3 melengkapi R, dan bit I4 melengkapi S. Operasi dengan OR eksklusif (EXOR dan EXNOR) menggunakan elemen yang sama dengan penambahan, tetapi dengan kunci perhitungan transfer. Operasi AND dilakukan dengan memblokir sinyal G. Akhirnya, OR dihitung menurut hukum de Morgan, R '∧ S'= (R ∨ S) '. Intinya adalah bahwa Am2901 tidak memerlukan elemen terpisah untuk penambahan, pengurangan, DAN, ATAU dan EXOR - sebagian besar elemen digunakan di setiap operasi.

Notasi simbolik	I5	I4	I3	Fungsi	Perhitungan
MENAMBAHKAN	0	0	0	R plus s	R ⊕ S ⊕ Carry
SUBR	0	0	1	S minus r	R '⊕ S ⊕ Carry
SUBS	0	1	0	R minus s	R ⊕ S '⊕ Carry
ATAU	0	1	1	R ATAU S	(R '∧ S') ⊕ 1
DAN	1	0	0	R DAN S	R ∧ S
NOTRS	1	0	1	R 'AND S	R '∧ S
EXOR	1	1	0	R EX ATAU S	R ⊕ S '⊕ 1
EXNOR	1	1	1	R EX NOR S	R '⊕ S' ⊕ 1

Kesimpulan

Chip Am2901C menarik sebagai contoh ESL kecepatan tinggi, keluarga logis yang relatif jarang. Chip ALU didistribusikan di bagian bawah chip, mengimplementasikan delapan fungsi yang berbeda, dan menggunakan transfer pratinjau untuk mempercepat pekerjaan. Meskipun chipnya cukup kompleks, pemeriksaan yang cermat di bawah mikroskop membantu memahami kerjanya.

Prosesor multi-chip, seperti Am2901, digunakan dalam mikrokomputer dan banyak sistem lainnya pada 1970-an dan 1980-an. Namun, pada akhirnya, peningkatan teknologi CMOS memungkinkan penerapan prosesor cepat pada satu chip, yang membuat teknologi ini usang. Dan sementara Am2901 mungkin berisi sekitar seribu transistor, dan beroperasi pada 16 MHz, saat ini AMD memproduksi prosesor yang mengandung miliaran transistor dan beroperasi pada 4 GHz.