4-bitová aritmeticko-logická jednotka se dvěma vstupy A a B a výstupem Y s přenosem C. Jednotka může provádět 16 různých operací (viz tabulka).
Jednotce lze ručně nastavit vstupní příznak carry, který je u některých operací použit. Výsledná data (včetně vstupů) jsou zobrazena na šestnácti LED diodách a také na čtyřmístném sedmisegmentovém displeji. Všechny vstupní hodnoty se nastavují pomocí přepínačů, které jsou umístěny na externí rozšiřující desce společně s LED diodami.
Vývoj probíhal na vývojových deskách CoolRunner-II (CLPD) a Zybo (FPGA). Obě desky jsou od firmy Digilent. Program běží na obou deskách nezávisle, pouze na desce Zybo je nutné snížit vstupní hodinový kmitočet (na 10 kHz) a invertovat výstupy (carry, carry_in, parity).
CoolRunner-II Starter Board [1]
Zybo Zynq-7000 ARM/FPGA SoC Trainer Board [2]
Rozšiřující deska s tlačítky, přepínači a LED diodami
ALU jednotka s vlastní sadou početních/logických/binárních operací, viz např. 74181
Zapojení ALU jednotky s deskou Zybo
 |  |
Schéma externího hardware připojeného k desce Zybo. Vlevo displej, vpravo LED diody a přepínače.
| Řídící signál | Funkce | Popis |
| 0x0 | Y = A + B | Součet |
| 0x1 | Y = A - B | Rozdíl |
| 0x2 | Y = A + 1 | Inkrementace |
| 0x3 | Y = A - 1 | Dekrementace |
| 0x4 | Y = A + B + C | Součet s přenosem |
| 0x5 | Y = A - B - C | Rozdíl s přenosem |
| 0x6 | Y = A or B | Logický součet |
| 0x7 | Y = A and B | Logický součin |
| 0x8 | Y = A xor B | Exkluzivní logický součet |
| 0x9 | Y = not A | Logická negace |
| 0xA | Y = A >> 1 | Rotace vpravo |
| 0xB | Y = A << 1 | Rotace vlevo |
| 0xC | Y = (A + C) >> 1 | Rotace vpravo s přenosem |
| 0xD | Y = (A - C) << 1 | Rotace vlevo s přenosem |
| 0xE | Y = A'H <=> A'L | Přehození nejvyššího a nejnižšího čtvrbytu |
| 0xF | Y = A mul B | Součin |
| Sčítačka |  |
Numericky sečte hodnoty na vstupech A, B a výsledek uloží do Y. Příznak přenosu je uložen do C. Vstupní příznak přenosu C je ignorován. |
| Odčítačka |  |
Numericky odečte hodnotu na vstupu B od vstupu A a výsledek uloží do Y. Příznak přenosu je uložen do C. Vstupní příznak přenosu C je ignorován. |
| Inkrementace |  |
Numericky inkrementuje hodnotu na vstupu A o jedničku. Příznak přenosu je uložen do C. Vstupní příznak přenosu C je ignorován. |
| Dekrementace |  |
Numericky dekrementuje hodnotu na vstupu A o jedničku. Příznak přenosu je uložen do C. Vstupní příznak přenosu C je ignorován. |
| Sčítačka s přenosem |  |
Numericky sečte hodnoty na vstupech A, B a výsledek uloží do Y. Příznak přenosu je uložen do C. Vstupní příznak přenosu C je přičten k výsledku Y. |
| Odčítačka s přenosem |  |
Numericky odečte hodnotu na vstupu B od vstupu A a výsledek uloží do Y. Příznak přenosu je uložen do C. Vstupní příznak přenosu C je odečten od výsledku Y. |
| Logický součet |  |
Provede logický součet hodnot na vstupu A a B. Výsledek uloží do Y. |
| Logický součin |  |
Provede logický součin hodnot na vstupu A a B. Výsledek uloží do Y |
| Exkluzivní logický součet |  |
Provede logický exkluzivní součet hodnot na vstupu A a B. Výsledek uloží do Y. |
| Logická negace |  |
Provede logickou negaci hodnoty na vstupu A. Výsledek uloží do Y. |
| Rotace vpravo |  |
Provede rotaci hodnoty na vstupu A o jeden bit vpravo. Výsledek uloží do Y. Nejnižší bit je uložen do C. Vstupní příznak C je ignorován. |
| Rotace vlevo |  |
Provede rotaci hodnoty na vstupu A o jeden bit vlevo. Výsledek uloží do Y. Nejvyšší bit je uložen do C. Vstupní příznak C je ignorován. |
| Rotace vpravo s přenosem |  |
Provede rotaci hodnoty na vstupu A o jeden bit vpravo. Výsledek uloží do Y. Nejnižší bit je uložen do C. Vstupní příznak C je uložen na nejvyšší pozici. |
| Rotace vlevo s přenosem |  |
Provede rotaci hodnoty na vstupu A o jeden bit vlevo. Výsledek uloží do Y. Nejvyšší bit je uložen do C. Vstupní příznak C je uložen na nejnižší pozici. |
| Přehození bitů |  |
Provede vzájemné přehození bitů na vstupu A. Výsledek uloží do Y. Shodné s rotací vpravo nebo vlevo o dva bity. |
| Násobička |  |
Numericky vynásobí hodnotu na vstupu A s hodnotou na vstupu B. Výsledek uloží do Y. Příznak C signalizuje, že výsledek obsahuje numerickou hodnotu vyšší než 15. Na výstup Y jsou přivedeny vždy 4 nejnižší bity. |
| Parita výsledku |  |
Signalizuje lichý počet jedniček ve výsledku. |
| Jednotka ovládání displeje |  |
Řídí čtyřmístný sedmi-segmentový displej se společnou anodou. Segmenty displeje jsou aktivní v nule. Frekvence signálu clk musí být nejméně 10 kHz. |
| Výsledná ALU jednotka |  |
Celkové vstupy a výstupy jednotky. Vstupy number_a a number_b slouží k nastavení čísel se kterými se budou provádět operace. Vstupem control_sig se nastavuje operace, kterou chceme provádět. Hodnoty se nastavují pomocí přepínačů. Výstupy number_a, number_b, control_sig a alu_result slouží k binární reprezentaci hodnot, použity jsou LED diody. Výstupy disp_digit a disp_sseg slouží k dekadickému zobrazení hodnot na 7segmentovém displeji. |
Některé části (disp_mux) jsou doplněné šablony od pana Frýzy [3].
| Celkové zjednodušené | Více podrobné |
 |
 |
