名古屋工業大学
先進セラミックス研究センター
井田 隆
名古屋工業大学 環境材料工学科 3 年次授業「マテリアルデザイン」の講義ノートです。
任意の桁数の加算回路について考えます。 足し合わせる2つの数が両方とも2進数で N 桁だとします。 つまり,2つの数 A, B がそれぞれ,
のように表されるとします。 これらを足し合わせた数 Y は,最大で N+1 桁になります。 この数を
と書くことにします。 足し算の結果の 2j の桁の数字 Yj は,Aj と Bj,それと一つ下の位 2j−1 の桁からの繰り上がり carry があるかどうかによって決まります。 2j の桁の入力を A, B, 2j−1 の桁からの繰り上がりを C,2j の桁の出力を Y0 ,2j の桁の繰り上がりを Y1 と表すことにします。 この場合,各桁について以下の表 3.2 で表されるような「3入力1ビット加算演算」を実現できる回路を使えば良いことがわかります。
A | B | C | Y1 | Y0 |
---|---|---|---|---|
0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
0 | 0 | 1 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 1 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
1 | 0 | 1 | 1 | 0 |
1 | 1 | 0 | 1 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
「2入力1ビット足し算回路」を図 3.2 の記号で表すことにすれば,これを使って「3入力1ビット足し算回路」を図 3.3 のように組み立てることができます。この回路のことは全加算器 full adder と呼ばれます。
図 3.3
「3入力1ビット加算回路」(全加算器)。
半加算器2つと論理和回路で実現できる。
2005年9月6日公開
2013年4月16日更新