1 J K CK Q Q PR CLR J K CK Q0 PR CLR J K CK Q1 Q PR CLR PR

§９．コンピュータ回路の基礎－レジスタと加算器－
コンピュータの基本機能：
（一時的）記憶と演算
例：電卓で行う演算 A ← A + B
A は電卓の表示部分：数を一時的に置く機能（レジスタ）が必須
＜レジスタ（register：置数器）＞
コンピュータ（CPU）の内部にある，データやアドレスなどを一時的に保存しておく記憶装置
外部メモリよりも高速にアクセスできる
JK-FF で作ることができる：1 bit の記憶ができる．
PR
J
Q
CK
Q
K
CLR
4 bit のレジスタ：D3D2D1D0 の 4 ビットデータが，クロックパルスで記憶され，Q3Q2Q1Q0 に出力
される．
Q0
Q1
PR
J
PR
Q0
J
CK
K
Q0
K
Q3
PR
Q1
J
CK
CLR
D0
Q2
PR
J
Q2
CK
CK
Q1
K
CLR
K
Q2
CLR
D1
D2
1
Q3
Q3
CLR
D3
＜加算器＞
演算：論理演算と算術演算
論理演算（AND，OR，NOT）は，ブール代数にしたがって行えば良い．
算術演算は論理演算とは異なる（例：論理演算では 1+1=1 だが，算術演算では 1+1=10(2)）
算術演算（四則演算：加減乗除）
減算は負の数（補数）を加える．乗算は桁ずらし加算．除算は難しい（特別なルーチンが必要）
．
１桁の加算：
X + Y = S，これと桁上がり（キャリー：C）
X
X Y
S
C
0 0
0
0
0 1
1
0
1 0
1
0
1 1
0
1
S
Y
X
Y
X
C
S
X
S
HA
HA
Y
C
Y
C
二つの入力（X と Y）に対し，その和（S）と桁上がり（C）を出力する回路を，半加算器（Half Adder）
と呼び，上のような記号で書く．ただし，これは，下の桁からの桁上がりの処理ができないため，
半加算器を２個使用した全加算器（Full Adder）を用いる．
X + Y + C1 →
S，C2
X
S
S
HA
Y
S
HA
C
C
C2
C1
半加算器による全加算器の構成
2
X
Y
S
FA
COUT
CIN
全加算器の記号の例（キャリー入力とキャリー出力がある）
○4 ビットの加算器
X3
S3
Y3
FA
COUT
CIN
X2
C
S2
Y2
FA
COUT
CIN
X1
S1
Y1
FA
COUT
CIN
X0
S0
Y0
FA
COUT
CIN
X3 X2 X1 X0
Y3 Y2 Y1 Y0
C S3 S2 S1 S0
3

Download Report