算术逻辑运算单元（ALU）可以实现加/减法运算、逻辑运算等大部分算术和逻辑功能，且大多数的算术逻辑运算指令都是单周期指令。除存储操作指令（ADDM、ANDM、ORM和XORM）外，ALU的运算结果通常都被传送到目的累加器（累加器A和B）。40位ALU功能框图如图3-3所示。
1．ALU的输入和输出
如图3-3所示，ALU有X和Y两个输入端，其中，ALU的X输入端有以下两种数据来源，即：
图3-3 40位ALU功能框图
1）来自移位寄存器的输出（32位或16位数据存储器操作数及累加器中的数值，经移位寄存器移位后输出）。
2）来自数据总线DB的数据存储器操作数。
ALU的Y输入端有以下4种数据来源，即：
1）来自累加器A中的数据。
2）来自累加器B中的数据。
3）来自数据总线CB的数据存储器操作数。
4）来自暂存器T的值。
当一个16位数据存储器操作数通过数据总线DB或CB加到40位ALU的输入端时，40位ALU将按如下两种方式之一对操作数进行预处理：
1）若数据存储器的16位操作数在低16位时，则当状态寄存器ST1中的符号扩展方式控制位SXM＝0时，高24位（39～16位）用0填充；当SXM＝1时，高24位（39～16位）进行符号位扩展。
2）若数据存储器的16位操作数在高16位时，则当SXM＝0时，39～32位和15～0位用0填充；当SXM＝1时，39～32位进行符号位扩展，15～0位置0。
ALU的输出为40位，被送往累加器A或B。
2．溢出处理
ALU的饱和逻辑通过将结果保持为一个最大值（或最小值）来防止溢出。这个特性对降低运算误差很有用。当状态寄存器ST1的溢出方式控制位OVM＝1时，ALU的饱和逻辑功能就被使能。
当一个运算结果出现溢出时，将按如下方式进行处理：(www.xing528.com)
1）如果OVM＝0，则将ALU的结果不作任何调整，直接装入累加器中。
2）如果OVM＝1，则根据溢出方向，对ALU的结果进行调整。当正向溢出时，将32位最大正数007FFFFFFFh装入累加器；当负向溢出时，将32位最小负数FF80000000h装入累加器。
3）溢出发生后，相应的溢出标志位（OVA或OVB）置1，直到复位或执行溢出条件指令。
注意：用户可以用SAT指令对累加器进行饱和处理，而不必考虑OVM值。
3．进位位（C）
ALU的进位位（C）受大多数ALU指令（包括循环和移位操作）影响，可以用来支持扩展精度的算术运算。进位位不受累加器加载指令、逻辑操作指令、非算术运算和控制类指令的影响，利用两个条件操作数C和NC，可以根据进位位的状态，进行分支转移、调用、返回和条件执行操作。可通过RSBX和SSBX指令对进位位进行置位和复位。在硬件复位时，进位位被置1。
4．双16位算术运算
用户只要置位状态寄存器ST1的双16位/双精度算术运算方式控制位C16，就可以让ALU在单个周期内进行特殊的双16位算术运算，即进行两次16位加法或两次16位减法运算。该模式对于维持加减/比较/选择操作特别有用。
5．其他控制位
除SXM、OVM、C、C16、OVA、OVB外，ALU还有两个控制位。TC为测试/控制标志，位于ST0的12位；ZA/ZB是累加器结果为0标志位。
【例3-1】 设(AR2)=0060h，(AR3)=0070h，数据存储器(0060h)=A678h，(0070h)=7234h，分析指令“ADD*AR2,*AR3,A”的执行情况：
（1）在执行指令时ALU中输入端X和Y的情况。
（2）各控制位的变化对执行结果的影响。
（3）指令执行后的结果及标志位的状态。
表3-3 ALU的加法操作举例
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