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６９回］
●Ｆｕｌｌ Ａｄｄｅｒ
お待たせしました。
やっと、Ｆｕｌｌ Ａｄｄｅｒ（全加算器）です。
Ｈａｌｆ Ａｄｄｅｒは加算後の桁上がりはありますが、下位桁からの桁上がりは考慮しません。
Ｈａｌｆ Ａｄｄｅｒだけでは、それを多桁につないでもまっとうな計算ができません。
上位桁への桁上がりだけあって下位桁からの桁上がりはないという、なんとも半端な加算器ですからＨａｌｆ Ａｄｄｅｒ（半加算器）です。
そのＨａｌｆ Ａｄｄｅｒ（半加算器）を２個つなぐとＦｕｌｌ Ａｄｄｅｒ（全加算器）になります。
それが下の回路図です。
Ａ、Ｂが入力値でＸが加算後の値です。
Ｃ０は下位桁からのキャリー（桁上がり）でＣ１が上位桁へのキャリー（桁上がり）です。
１桁の加算器だけでゲートを９個も使います。
トランジスタに換算すると３２個も使います。
８ビットの加算器を作るとトランジスタが２５６個も必要です。
なんともたまらん、という感じではあります。
しかし、Ｈａｌｆ Ａｄｄｅｒのところでも書きましたように、このＦｕｌｌ Ａｄｄｅｒ回路はＮＯＴを１つ追加するだけで、ＡＮＤ、ＯＲ、ＸＯＲの論理演算器にもなってしまいます。
その意味ではお得な回路ということになります。
下はＮＯＴを追加してＯＲも出力できるようにしたＦｕｌｌ Ａｄｄｅｒ回路です。
こちらはトランジスタ版Ｆｕｌｌ Ａｄｄｅｒ回路です。
Ｈａｌｆ Ａｄｄｅｒのときと同じように、トランジスタロジック回路組立キットのＨＣ００、ＨＣＵ０４、ＨＣ０２を使って上の回路を組んで動作テストをしました。
最初は、下位桁からのキャリーはなし（Ｃ０＝０）で、Ａ＝０、Ｂ＝０です。
左がＨＣ００で右上がＨＣＵ０４、右下がＨＣ０２です。
緑ＬＥＤは入力を表示します。
赤ＬＥＤは出力を表示します。
１のときに消灯し、０のときに点灯します。
これは設計するときにちょっと迷いました。
直感的には１が点灯で０が消灯のほうが分かりやすいのではないか、と。
しかしとくにロジックゲートの場合で考えると、無信号のときはＨで、信号有りが０という場合が圧倒的に多いと思います。
加算器や論理演算の場合には１も０も対等なのですが（どちらかというと １ に意味があるかも）、しかしこれからいよいよ深く関わっていきますトランジスタ版ＣＰＵはロジックゲートの塊ですから、やはり負論理を優先して１で消灯、０で点灯に決定しました。
それで。
Ａ＝０、Ｂ＝０ですから入力の緑ＬＥＤは両方とも点灯しています（左側ＨＣ００基板）。
下位桁からのキャリーはありません（Ｃ０＝０）から、そちらの緑ＬＥＤも点灯しています（右下ＨＣ０２基板）。
結果の値はＸ＝０ですから赤ＬＥＤが点灯しています（右下ＨＣ０２基板）。
上位桁へのキャリーはありません（Ｃ１＝０）から、赤ＬＥＤが点灯しています（左側ＨＣ００基板）。
Ａ＝０、Ｂ＝１の入力です。
Ａ＝０、Ｂ＝１ですからＡの緑ＬＥＤは点灯していますがＢは消灯しています（左側ＨＣ００基板）。
下位桁からのキャリーはありません（Ｃ０＝０）から、そちらの緑ＬＥＤは点灯しています（右下ＨＣ０２基板）。
結果の値はＸ＝１ですから赤ＬＥＤが消灯しています（右下ＨＣ０２基板）。
上位桁へのキャリーはありません（Ｃ１＝０）から、赤ＬＥＤが点灯しています（左側ＨＣ００基板）。
Ａ＝１、Ｂ＝０を入力しました。
Ａ＝１、Ｂ＝０ですからＡの緑ＬＥＤは消灯していますがＢは点灯しています（左側ＨＣ００基板）。
下位桁からのキャリーはありません（Ｃ０＝０）から、そちらの緑ＬＥＤは点灯しています（右下ＨＣ０２基板）。
結果の値はＸ＝１ですから赤ＬＥＤが消灯しています（右下ＨＣ０２基板）。
上位桁へのキャリーはありません（Ｃ１＝０）から、赤ＬＥＤが点灯しています（左側ＨＣ００基板）。
Ａ＝１、Ｂ＝１を入力しました。
Ａ＝１、Ｂ＝１ですから入力の緑ＬＥＤは両方とも消灯しています（左側ＨＣ００基板）。
下位桁からのキャリーはありません（Ｃ０＝０）から、そちらの緑ＬＥＤは点灯しています（右下ＨＣ０２基板）。
結果の値はＸ＝０ですから赤ＬＥＤが点灯しています（右下ＨＣ０２基板）。
上位桁へのキャリーがあります（Ｃ１＝１）から、赤ＬＥＤが消灯しています（左側ＨＣ００基板）。
以下は下位桁からのキャリーＣ０を１にしたときの計算です。
Ａ＝０、Ｂ＝０を入力しました。
Ａ＝０、Ｂ＝０ですから入力の緑ＬＥＤは両方とも点灯しています（左側ＨＣ００基板）。
下位桁からのキャリーがあります（Ｃ０＝１）から、そちらの緑ＬＥＤは消灯しています（右下ＨＣ０２基板）。
結果の値はＸ＝１ですから赤ＬＥＤが消灯しています（右下ＨＣ０２基板）。
上位桁へのキャリーはありません（Ｃ１＝０）から、赤ＬＥＤが点灯しています（左側ＨＣ００基板）。
Ａ＝０、Ｂ＝１を入力しました。
Ａ＝０、Ｂ＝１ですからＡの緑ＬＥＤは点灯していますがＢは消灯しています（左側ＨＣ００基板）。
下位桁からのキャリーがあります（Ｃ０＝１）から、そちらの緑ＬＥＤは消灯しています（右下ＨＣ０２基板）。
結果の値はＸ＝０ですから赤ＬＥＤが点灯しています（右下ＨＣ０２基板）。
上位桁へのキャリーがあります（Ｃ１＝１）から、赤ＬＥＤが消灯しています（左側ＨＣ００基板）。
Ａ＝１、Ｂ＝０を入力しました。
Ａ＝１、Ｂ＝０ですからＡの緑ＬＥＤは消灯していますがＢは点灯しています（左側ＨＣ００基板）。
下位桁からのキャリーがあります（Ｃ０＝１）から、そちらの緑ＬＥＤは消灯しています（右下ＨＣ０２基板）。
結果の値はＸ＝０ですから赤ＬＥＤが点灯しています（右下ＨＣ０２基板）。
上位桁へのキャリーがあります（Ｃ１＝１）から、赤ＬＥＤが消灯しています（左側ＨＣ００基板）。
Ａ＝１、Ｂ＝１を入力しました。
Ａ＝１、Ｂ＝１ですから緑ＬＥＤは両方とも消灯しています（左側ＨＣ００基板）。
下位桁からのキャリーがあります（Ｃ０＝１）から、そちらの緑ＬＥＤも消灯しています（右下ＨＣ０２基板）。
結果の値はＸ＝１ですから赤ＬＥＤが消灯しています（右下ＨＣ０２基板）。
上位桁へのキャリーがあります（Ｃ１＝１）から、赤ＬＥＤが消灯しています（左側ＨＣ００基板）。
当連載開始当初はずいぶんもたつきましたが、あれこれやっておりますうちに、なんとＡＬＵができあがってしまいました。
ええ。
１ビットですけれど、これを８ビットつなげは立派なＡＬＵ（Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ Ｌｏｇｉｃ Ｕｎｉｔ）です。
近日中にこの部分も基板を作ることにいたしましょう。
トランジスタでＣＰＵをつくろう！［第６９回］
２０１５．５．２５ｕｐｌｏａｄ
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