第1个回答 2020-11-06
我们讲一讲最简单的逻辑门中的非门电路和基本运算加法器实现原理
非门
下图是集成电路中CMOS反相器的设计版图，它可以实现非门的功能。
我们首先规定高电压是1，低电压是0，图中pmos和nmos相当于开关，pmos在低电压时导通，nmos在高电压时导通。我们在输入端输入高低电压于是得出：
这与逻辑门中非门的输入输出是一样的，所以coms反相器实现了逻辑门中非门的功能。
下图是逻辑门的符号和真值表
简单的加法运算
一位数的二进制加法只有四种情况
1+1=10
1+0= 1
0+1= 1
0+0= 0
假如不考虑进位。
这与异或的真值表相同。说明异或门可以实现位加器的效果。
考虑进位的情况下，下图电路两个异或门，两个与门，一个或门可以实现一位全加器的效果。右下角是进位输出C0.
将图中的电路简化，用下图表示一位全加器。
八个一位全加器串联可以组成一个八位全加器，一次可以实现一个字节即八位二进制数的加法运算。如下图是两个存储在寄存器中的八位二进制数相加的情况
图中第一个进位没有输入默认低电压C0=0，C8如果是一的话就会涉及数据溢出的问题（假如定义数据类型长度是8位的话）。
至此，通过集成电路完整地实现了加法运算。
实际中CPU处理的数据远比这复杂，这里只是讲了其中很少的一部分感兴趣的可以搜索计算机组成原理深入了解。