
【計】 calculating circuit
計算電路(Computational Circuit)是電子工程領域的核心概念,指通過電子元件實現算術運算(如加、減、乘、除)或邏輯運算(如與、或、非)的硬件結構。其本質是将數學問題轉化為物理電信號的處理過程,是現代計算機、微處理器及數字系統的運算基礎。
邏輯門組合
基礎計算單元由與門(AND)、或門(OR)、非門(NOT)等邏輯門構成。例如:
$$ S = A oplus B oplus C{in}, quad C{out} = (A cdot B) + (C{in} cdot (A oplus B)) $$ 其中 ( S ) 為和,( C{in}/C_{out} ) 為進位信號。
時序控制
同步電路依賴時鐘信號協調運算步驟(如寄存器暫存中間結果),異步電路則通過握手協議觸發操作,确保數據流正确性。
算術邏輯單元(ALU)執行指令集要求的計算任務,如Intel Core系列處理器的整數/浮點運算單元。
專用電路實現FFT、濾波等算法,用于通信系統(如5G基帶芯片)。
物聯網傳感器内置低功耗計算電路,實現本地數據預處理(如溫度補償計算)。
中文 | 英文 | 定義 |
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計算電路 | Computational Circuit | 執行算術或邏輯運算的電子硬件系統 |
算術邏輯單元 | Arithmetic Logic Unit (ALU) | CPU中負責整數運算與位操作的模塊 |
硬件加速器 | Hardware Accelerator | 為特定計算任務(如AI推理)優化的專用電路 |
參考文獻
“計算電路”是指用于執行數學運算或邏輯操作的電子電路,常見于計算機、數字設備及各類電子系統中。以下是詳細解釋:
計算電路通過電子元件(如晶體管、電阻、電容等)的組合,将輸入信號轉換為特定的輸出信號,實現算術運算(如加減乘除)或邏輯運算(如與、或、非)。其核心功能是處理二進制數據(0和1)。
組合邏輯電路:輸出僅取決于當前輸入,例如:
時序邏輯電路:輸出依賴當前輸入和電路的曆史狀态,需存儲元件(如觸發器),例如:
計算電路遵循布爾代數和數字邏輯設計規則,通過真值表、卡諾圖等方法優化電路結構,以降低延遲、功耗并提高可靠性。
若需進一步了解具體電路(如加法器設計)或實際應用案例,可提供更具體的方向以便補充說明。
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