第68章 加法器攻關（1/2）

輝煌科技公司半導體研究中心。

無數工作人員正在加緊研究CPU需要的各種模塊，比如乘法器、除法器、加法器、解碼器、編碼器、數據選擇器、觸發器、鎖存器、計數器、移位寄存器、儲存器、放大器、模擬數字轉換器、數字模擬轉換器等等。

所有運算都是加法器實現的，加法器是計算機真正的基石，計算機一切的計算能力，都是由加法器實現的。

設計CPU首先就要設計ALU，也就是設計加法器，計算機內部的加法器有全加器、紋波進位加法器、超前進位加法器。

一個全加器只能進行一位二進位的加法，有了全加器以後，就能做多位二進位數的加法了，只要把多個全加器的輸入和輸出連起來，就像可以實現多位的加法。

紋波進位加法器就是一個把許多個全加器串聯起來的加法器，它能進行多位數的加法運算。

但這種加法器有種缺陷，就是bit位運算太慢，每個bit位的計算都要等到上個bit的運算結束後才能進行運算，導致如果運算位數非常之多的話，整個加法器運算會非常緩慢，所以紋波進位加法器只能做bit位較少的加法計算。

如果要進行bit位較多的加法計算，就要設計超前進位加法器，這種加法器不需要等上一位的運算結束，而是直接就可以通過布爾運算得出當前位的值，而計算的方式是利用硬體計算。

所以超前進位加法器也有缺陷，因為要利用硬體進行布爾運算，位數越多電路就越複雜，這樣不僅運算會變慢，成本也會變高。

而用硬體進行布爾運算也需要用到加法器，所以超前進位加法器也是由全加法器實現的，只不過擁有更多的全加器，構成了超前進位全加器。

這樣布爾運算模塊和超前進位加法器互相包含，構成了極為複雜的結構。

但是不管怎麼複雜，只要設計成功，以後就可以直接拿來用，不用再次分析和設計。

除了加法器之外還有減法，乘法，除法，等等，這是CPU必須的。

CPU要進行複雜的運算，需要利用數值計算方法的原理，或是將各種數學函數變換變為只有加減乘除的多項式，或是使用疊代的方式計算，或是近似計算等等，這又是一個新的數學領域。

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