Logisim Evolution

Poznámka

Logisim Evolution je program na simuláciu digitálnych logických obvodov – kreslíš hradlá a prepojenia v grafickom editore a program ihneď simuluje, ako sa obvod správa.

Spustenie

Logisim Evolution je napísaný v Jave – stačí mať nainštalovanú Javu (JRE) a spustiť súbor .jar:

java -jar logisim-evolution.jar

Tip

Pre rýchlejšie spúšťanie si môžeš vytvoriť alias v ~/.bashrc: alias logisim='java -jar /cesta/k/logisim-evolution.jar' – potom stačí napísať do terminálu len logisim.

Základné hradlá

V ľavom paneli Project → Logic nájdeš základné logické hradlá:

AND   – výstup 1, len ak SÚ VŠETKY vstupy 1
OR    – výstup 1, ak je ASPOŇ JEDEN vstup 1
NOT   – obráti vstup (1→0, 0→1)
XOR   – výstup 1, ak sú vstupy RÔZNE
NAND  – AND + NOT (negovaný AND)
NOR   – OR + NOT (negovaný OR)

Prvý obvod

Z panela vlož dva vstupy (Input Pin) a jeden výstup (Output Pin).
Vlož hradlo AND medzi vstupy a výstup.
Prepoj vstupy s hradlom a hradlo s výstupom (ťahaj myšou medzi konektormi).
Klikni na ikonu “ruky” (Poke tool) a klikaním na vstupy meň ich hodnotu 0/1 – sleduj, ako sa mení výstup.

Tip

Zelená farba vodiča znamená logickú 0, modrá/svetlomodrá logickú 1 (farby sa môžu mierne líšiť podľa verzie a témy) – farby vodičov ti ukážu stav obvodu v reálnom čase.

Kombinačné obvody

Kombinačný obvod je taký, kde výstup závisí len od aktuálnych vstupov (žiadna pamäť). Príklad: polovičný sčítač (half adder) z dvoch jednobitových vstupov.

A XOR B  → SUMA (výsledok sčítania)
A AND B  → PRENOS (carry)

Sekvenčné obvody – klopné obvody

Na rozdiel od kombinačných obvodov majú sekvenčné obvody pamäť – výstup závisí aj od predošlého stavu. Základným prvkom je klopný obvod (flip-flop), ktorý nájdeš v paneli Memory.

Vlož D flip-flop z panela Memory.
Pripoj naň vstup dát (D) a hodinový signál (Clock).
Sleduj, ako sa výstup (Q) zmení len pri nábežnej hrane hodinového signálu – nie okamžite pri zmene D.

Subobvody (vlastné komponenty)

Hotový obvod môžeš premeniť na vlastný “blok” (subcircuit) a používať ho opakovane vo väčšom projekte – napravo klikni na obvod v paneli Project a vlož ho do nového, väčšieho obvodu ako jednu súčiastku.

Mini-úlohy – Logisim

Postav obvod s hradlom AND a over jeho pravdivostnú tabuľku všetkými kombináciami vstupov.
Postav polovičný sčítač (half adder) podľa vzorca vyššie a over jeho funkčnosť.
Vlož D flip-flop a over, že výstup sa zmení iba pri nábežnej hrane hodín.
Postav jednoduchý 2-bitový čítač zo zopnutých flip-flopov (rozšírenie – s pomocou vyučujúceho).

Cheat sheet – rýchla referencia

Spustenie:        java -jar logisim-evolution.jar
Poke tool (ruka):  zmena hodnoty vstupu kliknutím
Hradlá:            Project → Logic (AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR)
Pamäť:             Project → Memory (D flip-flop, register, RAM)
Farba vodiča:      zelená = 0, modrá = 1 (orientačne, podľa témy)

Postup sa ukladá iba v tomto prehliadači.