4位ALU是计算机科学硬件设计中的重要组成部分，将详解4位镜像加法器、TSPC触发器及多路复用器在Cadence工具中的实现。镜像加法器通过对称结构，最小化信号延迟，无需进位传递，且速度较快。该设计采用多个半加器与全加器，实现二进制数的加法运算，覆盖16种数值组合（0000到1111）。TSPC触发器（切换同步正时钟）是一种同步D型触发器，用于保持和更新数据，实现高速、低功耗和良好的噪声容限。多路复用器（MUX）在4位ALU中，根据指令选择加法、减法或比较操作，通过控制信号确保数据的正确传输。在Cadence工具中，设计者可利用VHDL或Verilog描述4位ALU的逻辑功能，利用Synopsys工具生成门级网表，并使用布局布线工具优化性能。通过定义不同操作模式，ALU可完成加法、减法与比较的多功能设计。这种集成设计对于理解计算机硬件原理和定制化硬件设计至关重要。