ライブラリー解説書
Ver.1.000　2007.3.21

更新履歴
2007.3.21　新規作成

【はじめに】

このデジタル回路シミュレーションは、ネットリストが書きやすいように構造体を使っています｡
原案は、過去にインタフェース誌に掲載されていたものです｡もう処分しましたので何時の頃か判然としません｡

たとえば,
typedef struct{
LOGIC G1;
LOGIC G2A;
LOGIC G2B;
LOGIC A;
LOGIC B;
LOGIC C;
LOGIC Y0;
LOGIC Y1;
LOGIC Y2;
LOGIC Y3;
LOGIC Y4;
LOGIC Y5;
LOGIC Y6;
LOGIC Y7;
nand4_type SN7420_1;
nand4_type SN7420_2;
nand4_type SN7420_3;
nand4_type SN7420_4;
nand4_type SN7420_5;
nand4_type SN7420_6;
nand4_type SN7420_7;
nand4_type SN7420_8;

nor3_type SN7427_1;

inv_type SN7404_1;
inv_type SN7404_2;
inv_type SN7404_3;
inv_type SN7404_4;
inv_type SN7404_5;
inv_type SN7404_6;
inv_type SN7404_7;

}sn138_type;
これはSN74138の構造体であるsn138_typeの宣言ですが、このもとの回路はSN74LS138から起こしたものです｡

　　　　　　　図　138_type.cの回路図
たとえば、
sn138_type　SN74138_1;
と宣言すれば,
端子は
SN74138_1.G１
SN74138_1.G2A
SN74138_1.G2B
SN74138_1.A
SN74138_1.B
SN74138_1.C
SN74138_1.YO
SN74138_1.Y1
SN74138_1.Y2
SN74138_1.Y3
SN74138_1.Y4
SN74138_1.Y5
SN74138_1.Y6
SN74138_1.Y7
という具合で,構造体のメンバーなので,．をつければいいわけです｡たとえば，ここではSN74138_1の内部のSN7404_7の出力は
SN7404.SN7404_7.out 　SN74138_1.SN7404_7.out
という具合にピリオードをつければ構成する内部まで読み書きできます。

これのもとは
int sn74138 (sn138_type *p)
{
int tran=0;


LOGIC A_;
LOGIC B_;
LOGIC C_;
LOGIC A__;
LOGIC B__;
LOGIC C__;


SN7404_1.in=G1;
tran=tran+not(&SN7404_1);


SN7427_1.in1=SN7404_1.out;
SN7427_1.in2=G2A;
SN7427_1.in3=G2B;
tran=tran+nor3(&SN7427_1);


SN7404_2.in=A;
tran=tran+not(&SN7404_2);
A_=SN7404_2.out;

SN7404_3.in=B;
tran=tran+not(&SN7404_3);
B_=SN7404_3.out;

SN7404_4.in=C;
tran=tran+not(&SN7404_4);
C_=SN7404_4.out;

SN7404_5.in=A_;
tran=tran+not(&SN7404_5);
A__=SN7404_5.out;

SN7404_6.in=B_;
tran=tran+not(&SN7404_6);
B__=SN7404_6.out;

SN7404_7.in=C_;
tran=tran+not(&SN7404_7);
C__=SN7404_7.out;

SN7420_1.in1=SN7427_1.out;
SN7420_1.in2=A_;
SN7420_1.in3=B_;
SN7420_1.in4=C_;
tran=tran+nand4(&SN7420_1);

SN7420_2.in1=SN7427_1.out;
SN7420_2.in2=A__;
SN7420_2.in3=B_;
SN7420_2.in4=C_;
tran=tran+nand4(&SN7420_2);

SN7420_3.in1=SN7427_1.out;
SN7420_3.in2=A_;
SN7420_3.in3=B__;
SN7420_3.in4=C_;
tran=tran+nand4(&SN7420_3);

SN7420_4.in1=SN7427_1.out;
SN7420_4.in2=A__;
SN7420_4.in3=B__;
SN7420_4.in4=C_;
tran=tran+nand4(&SN7420_4);

SN7420_5.in1=SN7427_1.out;
SN7420_5.in2=A_;
SN7420_5.in3=B_;
SN7420_5.in4=C__;
tran=tran+nand4(&SN7420_5);

SN7420_6.in1=SN7427_1.out;
SN7420_6.in2=A__;
SN7420_6.in3=B_;
SN7420_6.in4=C__;
tran=tran+nand4(&SN7420_6);

SN7420_7.in1=SN7427_1.out;
SN7420_7.in2=A_;
SN7420_7.in3=B__;
SN7420_7.in4=C__;
tran=tran+nand4(&SN7420_7);

SN7420_8.in1=SN7427_1.out;
SN7420_8.in2=A__;
SN7420_8.in3=B__;
SN7420_8.in4=C__;
tran=tran+nand4(&SN7420_8);

Y0=SN7420_1.out;
Y1=SN7420_2.out;
Y2=SN7420_3.out;
Y3=SN7420_4.out;
Y4=SN7420_5.out;
Y5=SN7420_6.out;
Y6=SN7420_7.out;
Y7=SN7420_8.out;

return(tran);
}
というネットリストですがこれの宣言メンバーのみp->をつける
int sn74138 (sn138_type *p)
{
int tran=0;


LOGIC A_;
LOGIC B_;
LOGIC C_;
LOGIC A__;
LOGIC B__;
LOGIC C__;


p->SN7404_1.in=p->G1;
tran=tran+not(&p->SN7404_1);


p->SN7427_1.in1=p->SN7404_1.out;
p->SN7427_1.in2=p->G2A;
p->SN7427_1.in3=p->G2B;
tran=tran+nor3(&p->SN7427_1);


p->SN7404_2.in=p->A;
tran=tran+not(&p->SN7404_2);
A_=p->SN7404_2.out;

p->SN7404_3.in=p->B;
tran=tran+not(&p->SN7404_3);
B_=p->SN7404_3.out;

p->SN7404_4.in=p->C;
tran=tran+not(&p->SN7404_4);
C_=p->SN7404_4.out;

p->SN7404_5.in=A_;
tran=tran+not(&p->SN7404_5);
A__=p->SN7404_5.out;

p->SN7404_6.in=B_;
tran=tran+not(&p->SN7404_6);
B__=p->SN7404_6.out;

p->SN7404_7.in=C_;
tran=tran+not(&p->SN7404_7);
C__=p->SN7404_7.out;

p->SN7420_1.in1=p->SN7427_1.out;
p->SN7420_1.in2=A_;
p->SN7420_1.in3=B_;
p->SN7420_1.in4=C_;
tran=tran+nand4(&p->SN7420_1);

p->SN7420_2.in1=p->SN7427_1.out;
p->SN7420_2.in2=A__;
p->SN7420_2.in3=B_;
p->SN7420_2.in4=C_;
tran=tran+nand4(&p->SN7420_2);

p->SN7420_3.in1=p->SN7427_1.out;
p->SN7420_3.in2=A_;
p->SN7420_3.in3=B__;
p->SN7420_3.in4=C_;
tran=tran+nand4(&p->SN7420_3);

p->SN7420_4.in1=p->SN7427_1.out;
p->SN7420_4.in2=A__;
p->SN7420_4.in3=B__;
p->SN7420_4.in4=C_;
tran=tran+nand4(&p->SN7420_4);

p->SN7420_5.in1=p->SN7427_1.out;
p->SN7420_5.in2=A_;
p->SN7420_5.in3=B_;
p->SN7420_5.in4=C__;
tran=tran+nand4(&p->SN7420_5);

p->SN7420_6.in1=p->SN7427_1.out;
p->SN7420_6.in2=A__;
p->SN7420_6.in3=B_;
p->SN7420_6.in4=C__;
tran=tran+nand4(&p->SN7420_6);

p->SN7420_7.in1=p->SN7427_1.out;
p->SN7420_7.in2=A_;
p->SN7420_7.in3=B__;
p->SN7420_7.in4=C__;
tran=tran+nand4(&p->SN7420_7);

p->SN7420_8.in1=p->SN7427_1.out;
p->SN7420_8.in2=A__;
p->SN7420_8.in3=B__;
p->SN7420_8.in4=C__;
tran=tran+nand4(&p->SN7420_8);

p->Y0=p->SN7420_1.out;
p->Y1=p->SN7420_2.out;
p->Y2=p->SN7420_3.out;
p->Y3=p->SN7420_4.out;
p->Y4=p->SN7420_5.out;
p->Y5=p->SN7420_6.out;
p->Y6=p->SN7420_7.out;
p->Y7=p->SN7420_8.out;

return(tran);
}
とすれば,ライブラリーとして完成します｡


【ゲート】

#include　"../define/gate.h"
#include　"../define/gate.c"

１．多入力ゲート

多入力ゲートはand2,and3,an4,or2,or3,or4,nand2,nand3,nand4,nor2,nor3,nor4,exorまであります｡

typedef struct {
LOGIC in1;　　　入力１
LOGIC in2;　　　入力2
LOGIC out;　　　出力
state cond;　　　状態変化監視
}and2_type;

これはand2の宣言です｡

使い方は,

宣言　
and2_type　SN7408_1
などとします｡SN7408_1は論理セル名です｡

端子の読み書きは
SN7408_1.in1
SN7408_1.in2
SN7408_1.out
で出来ます。

and3,4などは入力が3,4あるだけの違い。

実行

int　and2（and2_type　*p)

です。返り値は、出力が前と変化したとき1,変化なしの時０を返します｡

先の例では
　　and2（＆SN7408_1)
となります｡&が必要になります｡


２．NOT
宣言　
inv_type　SN7404_1
などとします｡SN7404_1は論理セル名です｡

端子の読み書きは
SN7404_1.in
SN7404_1.out
で出来ます。

実行

int　not（inv_type　*p)

です。返り値は、出力が前と変化したとき1,変化なしの時０を返します｡

先の例では
　　not（＆SN7404_1)
となります｡&が必要になります｡



【FF】

#include　"../define/ff.h"
#include　"../define/ff.c"

以下のものがあります｡

T_FF　　　　　Tフリップフロップ
D_FF　　　　　Dフリップフロップ
SR_FF　　　　SRフリップフロップ　S,RともHならSが優先されます｡
RS_FF　　　　RSフリップフロップ　S,RともHならRが優先されます｡
JK_FF　　　　JKフリップフロップ
GD_FF　　　　Gate　Dフリップフロップ。　G=HならDフリップフロップでG=LではHoldとなります｡

いずれもprs（プリセット）端子,clr(クリア）端子のみ負論理の非同期となっています｡その他の端子は正論理です｡また、クロックの立ち上がりで変化します｡


１．D-FF

宣言　

D_FF　SN7474_1

端子
SN7474_1.ｄ
SN7474_1.clk
SN7474_1.prs
SN7474_1.clr
SN7474_1.Q
SN7474_1.Q_

実行

int dff(D_FF *p)
です。返り値は、出力が前と変化したとき1,変化なしの時０を返します｡

例
　dff(&SN7474_1)

2．T-FF

宣言　

T_FF　FF_1

端子
FF_1.t
FF_1.clk
FF_1.prs
FF_1.clr
FF_1.Q
FF_1.Q_

実行

int tff(T_FF *p)
です。返り値は、出力が前と変化したとき1,変化なしの時０を返します｡

例
　tff(&FF_1)

3．JK-FF

宣言　

JK_FF　FF_1

端子
FF_1.j
FF_1.k
FF_1.clk
FF_1.prs
FF_1.clr
FF_1.Q
FF_1.Q_

実行

int jkff(T_FF *p)
です。返り値は、出力が前と変化したとき1,変化なしの時０を返します｡

例
　jkff(&FF_1)


4．SR-FF

宣言　

SR_FF　FF_1

端子
FF_1s
FF_1.r
FF_1.clk
FF_1.prs
FF_1.clr
FF_1.Q
FF_1.Q_

実行

int srff(SR_FF *p)
です。返り値は、出力が前と変化したとき1,変化なしの時０を返します｡

例
　srff(&FF_1)

5．RS-FF

宣言　

RS_FF　FF_1

端子
FF_1s
FF_1.r
FF_1.clk
FF_1.prs
FF_1.clr
FF_1.Q
FF_1.Q_

実行

int rsff(RS_FF *p)
です。返り値は、出力が前と変化したとき1,変化なしの時０を返します｡

例
　rsff(&FF_1)

6．GD-FF

宣言　

GD_FF　FF_1

端子
FF_1g
FF_1.d
FF_1.clk
FF_1.prs
FF_1.clr
FF_1.Q
FF_1.Q_

実行

int gdff(GD_FF *p)
です。返り値は、出力が前と変化したとき1,変化なしの時０を返します｡

例
　gdff(&FF_1)


【MSI】

１．sn138_type　SN74138

#include　"../define/sn138_type.h"
#include　"../define/sn138_type.c"

宣言　

sn138_type SN74138_1

端子

SN74138_1.G1
SN74138_1.G2A
SN74138_1.G2B
SN74138_1.Y0
SN74138_1.Y1
SN74138_1.Y2
SN74138_1.Y3
SN74138_1.Y4
SN74138_1.Y5
SN74138_1.Y6
SN74138_1.Y7

実行

int sn74138(sn138_type *p)
です。返り値は、出力が前と変化したとき1,変化なしの時０を返します｡

例　
　sn74138(&SN74138_1)