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toona note

『コンピュータシステムの理論と実装』 2章

概要

コンピュータシステムの理論と実装の 2 章 「ブール算術」の学習

概要

コンピュータシステムの理論と実装の 2 章 「ブール算術」の学習

内容紹介

加算器と算術論理演算器(ALU)まで実装する章です。
回路を紙に書き起こしながら進めました。

加算器の書き起こし

作図は Google スライドと論理回路エディタを使用しました。

半加算器

halfadder

全加算器

fulladder

Add 16

全加算器を繰り返すことで実装可能。
3bit 目までを図にしまします。

add16

ALU

制御信号の処理を順番にこなしていく実装にしました。
よりよい実装があるかもしれません。

alu

注意点・はまった点

主に HDL の仕様について、

  • 繋がっていない出力端子があってもよい。
  • 端子には True, False を入力できる。
  • 8 ビット数を 2 つ連結して 16 ビットにするには、And16 の入力を分割して入力 a[0..7]=8bit, 入力 a[8..15]=8bit、入力 b=true とすると出力は 8 ビット数が結合した 16 ビット数となる。
  • 最終出力端子、例えば ALU ならば out、を回路の構成要素の入力として用いることはできない。