算術論理演算回路（ALU）の設計

ここでは，算術論理演算回路をモデルとして，VHDLの基礎的な設計方法を学習します．学習する内容のキーワードは以下に示す通りです．

ライブラリ（std_logic_1164，std_logic_arith）
オブジェクト（定数，信号）
データタイプ（std_logic，std_logic_vector）
同時処理文（信号代入文，条件付き信号代入文，選択信号代入文）
演算子（+，-，or，and，xor，not，&）

では，算術論理演算回路を設計することでVHDLを学習していきましょう．

KITE-1マイクロプロセッサには，16ビットの算術論理演算回路があります．算術論理演算回路では，算術演算／論理演算／シフト演算／回転演算の4種類の演算を行います．また，その演算結果を反映する状態フラグ（キャリー，オーバフロー，ゼロ，サイン）も同時に出力します．

算術論理演算回路の基本動作は，入力バッファ（BUF1）に格納されている値とデータバスの値を演算し，その結果を出力バッファ（BUF2）に転送します．同時にその結果を反映する状態フラグをフラグレジスタ（FR）に転送します．ただし，演算対象が1つの場合（例えば，補元命令）にはデータ・バスの値は無視され，入力バッファの値のみを使用して演算を行います．

算術論理演算回路の設計は以下の手順で行います．

それでは実際に算術論理演算回路を記述してみましょう．

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