トランジスタで８０８０をつくってしまおうというまさにびっくり仰天、狂気のプロジェクトです！
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見事にできましたら、もちろんＴＫ−８０モニタを乗せて、それからＢＡＳＩＣ、ＣＰ／Ｍを走らせましょう！
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［第１０１回］
●ＡＬＵ回路の基板化を検討中です
久しぶりの更新になってしまいました。
ここ数日は急ぎの注文が重なってしまって、とてもＨＰの更新にまで手が回りませんでした。
この土曜日も日曜日も休みなしで作業してやっと急ぎの注文については発送できるところまでできました。
ほっと一息ついたところで、久しぶりの本題復帰です。
前回までのところで、［ＨＣ３７３］回路や［ＨＣ１３９］回路の基板化作業を行ないました。
それで。
まだ基板化できていない回路を残していることを思い出しました。
ＣＰＵ回路の頭脳ともいうべきＡＬＵ回路です。
ＡＬＵ回路は［第６９回］でテスト回路を組み立てて動作確認をしたところまでで終ってしまっていました。
そこではテスト的に１ビット分の回路を組み立ててテストをしました。
いずれ８ビット分の回路として基板を作るつもりでいたのですが、そのままになっていました。
その後［ＨＣ３７３］回路や［ＨＣ１３９］回路の基板化の作業をしましたので、そこそこ大きな回路の基板化にも少し慣れたように思います。
そこで、今度はＡＬＵ回路の基板化に取り組もうというわけです。
しかし。
［ＨＣ３７３］回路や［ＨＣ１３９］回路もかなりの回路でしたが、ＡＬＵ回路はそれらを上回る規模の回路です。
［第６９回］の時点ではロジック回路をただそのままトランジスタに置き換えましたが、［ＨＣ３７３］回路や［ＨＣ１３９］回路を経験しましたので、その経験をふまえて、まずはＡＬＵ回路のトランジスタ数の削減について検討することにしました。
ＡＬＵ回路の実体はＸＯＲを２段重ねにしたものがベースになっています。
そこでそのＸＯＲ回路のトランジスタをなんとかして少しでも減らすことができないか検討してみました。
ロジックシンボルをトランジスタに置き換えたＸＯＲ回路をじっくり眺めていましたら、少しですけれどトランジスタを削減できそうなところがみつかりました。
こちらは［第６９回］でお見せした１ビットのＦｕｌｌ Ａｄｄｅｒ回路です。
全加算器であるとともにＡＮＤ、ＯＲ、ＸＯＲの回路にもなっていますから、これはＡＬＵ（Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ Ｌｏｇｉｃ Ｕｎｉｔ）であるといえるでしょう。
こちらも［第６９回］でお見せしました。
上の回路をトランジスタに置き換えた回路図です。
１ビット分の回路でトランジスタを３４個も使います。
８ビットでは２７２個ですが、実はそのほかに出力を３ステートにしなければならないなど、さらに追加しなければならないトランジスタがありますから、本当に必要な数はもっと多くなります。
そこで少しでもトランジスタの数を減らそうと考えました。
上の回路をよく見ると同じ回路を２つ重ねた形になっています。
Ｈａｌｆ Ａｄｄｅｒ回路の２段重ねですが、Ｈａｌｆ Ａｄｄｅｒ回路はそのままＸＯＲ回路でもあります（点線で囲んだ部分）。
トランジスタで置き換えた回路からＸＯＲの１回路を取り出すと下の回路になります。
この回路をじっくり眺めていましたら、少しですがトランジスタを減らせそうなところがあることに気が付きました。
説明の途中ですが、本日は時間がなくなってしまいましたので、この続きは次回にいたします。
トランジスタでＣＰＵをつくろう！［第１０１回］
２０１５．７．２６ｕｐｌｏａｄ
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