ALUとはArithmetic Logic Unit(算術論理演算装置)の頭文字で論理積、論理和、加算、減算を行う装置である。まず1bitの論理積・論理和と加算のみを行うALUを考えてみる。それは以下の図のようになる。入力をa, bとする。構造としては単純でAND, ORゲートと全…

半加算器 これから2進数の足し算を行う論理回路を考えてみる。まずは一桁の2進数の足し算を考える。2つの入力をとし、その和が, 繰り上がりをとする。すると真理値表は以下のようになる。 A B S C 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 真理値表のに着目するとこ…

デコーダー回路で以下のような回路を見た。 この回路の真理値表は以下のようになる A B C a b c d e f g h 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0…

デコーダー N本の入力ピンがあり、かつ入力のパターンが一つだけ1で残りが0となるようなとき、その入力を2進数の信号に変換する回路をエンコーダー回路とよぶ。入力がN本ならば、N通りの2進数が表現できればいいので出力ピンの本数はを満たす整数M本のピン数…

SRラッチでは1bitのデータを保存できることを見た。利便性を考えると、セットするタイミングとリセットするタイミングをコントロールしたい。つまり、ある特定のタイミングだけ入力を受け取れるようにして、それ以外は入力に影響されないような回路を作りた…

ORゲートで下記のような回路を組むことを考える。 まず出力Cが0の場合、Bには0が入力されている。B=C=0ならば当然Aも0であり、A=0のままであればCは変化しない。当たり前であるが、状態は変化しない。この状態から、Aの値を0→1に変化させること考える。ORゲ…

AND演算 AND演算は2つの入力のどちらもが1のとき、1を出力する論理演算である。それ以外の入力パターンの場合は0を出力する。このことからALL演算とみなすこともできる（すべての入力が1ならば1を出力、それ以外は0）。AND演算の真理値表を以下に示す。 A B …

これからハードウェアを学習していくために、回路を組んで実験する必要があるんですが、さすがに電子パーツを揃えて実際にはんだごてを使って回路を組む、というのはかなりしんどいです。そこでHDL（ハードウェア記述言語）をつかってシミュレーションしてい…

OR演算 OR演算は２つの入力値を取る論理演算である。どちらかの入力が1の場合、出力が1になり、どちらも0の場合、0を出力する。このことからANY演算とも言われる。また、排他的論理和に対応してOR演算は包含的論理和とも呼ばれる。以下に真理値表を示す。 A …

トランジスタ コンピュータはトランジスタという部品から構成されている。トランジスタ自体は単純なスイッチとして用いられるが、それを組み合わせて論理ゲートを構成し、その論理ゲートを組み合わせてさらに複雑な機能を実現することが出来る。ここではまず…