📘 基礎編 第2章：デジタル論理と論理回路設計
Fundamentals-Chapter 2: Digital Logic and Logic Circuit Design
🎯 本章の目的｜Objectives
| 🇯🇵 日本語 | 🇺🇸 English |
|---|---|
| - AND, OR, NOT, NAND, XORなどの基本論理ゲートの構成と特性を理解する | - Understand the structure and characteristics of basic logic gates such as AND, OR, NOT. |
| - 真理値表・論理式・回路図の相互変換ができるようになる | - Be able to convert between truth tables, logic expressions, and circuit diagrams. |
| - MUXや加算器などの応用的な組み合わせ回路の設計を学ぶ | - Learn how to design combinational logic such as MUXes and adders. |
| - FSM（有限状態機械）の構造と概念を理解し、順序回路設計への橋渡しを行う | - Understand FSMs and connect them to sequential logic design. |
🗂️ 章構成｜Chapter Structure (chapter2_comb_logic/)
| 節番号 | 日本語タイトル | 英語タイトル | ファイル名 |
|---|---|---|---|
| 2.1 | 基本ゲート構成 | Basic Gate Design | 2.1_logic_gates.md |
| 2.2 | 複合ゲート論理 | Compound Gate Logic | 2.2_nand_nor_xor.md |
| 2.3 | 動作検証法 | Verification Methods | 2.3_truth_table_waveform.md |
| 2.4 | 選択回路設計 | Multiplexer and Selector Design | 2.4_mux_and_selector.md |
| 2.5 | 加算器構成 | Adder Structures | 2.5_half_full_adder.md |
| 2.6 | FSM導入 | Introduction to FSM | 2.6_fsm_intro.md |
| 2.7 | 全体構成の俯瞰 | Overview of Logical Components | 2.7_component_relationships.md |
🧠 学習のポイント｜Key Takeaways
- 論理式 ↔ 回路図 ↔ 真理値表 ↔ 波形 の相互変換力を養成
Foster the ability to translate between logic expressions, schematics, truth tables, and waveforms.
- CMOS構成における論理機能と物理実装の対応関係を理解
Understand the mapping between logic and CMOS physical implementation.
- MUX・加算器・FSMなど応用構成要素の設計手法を体得
Learn design techniques for applied building blocks like MUX, adders, FSM.
- FSMによって、時間的に変化する動作の記述法が導入される
FSMs introduce design methods for time-varying behaviors.
- 最終節では制御・選択・演算の3分類で全体設計視野を整理
Final section classifies components into control, selection, arithmetic for system-level overview.
📂 ディレクトリ構成｜Directory Structure
Edusemi-v4x/
└── chapter2_comb_logic/
├── README.md
├── 2.1_logic_gates.md
├── 2.2_nand_nor_xor.md
├── 2.3_truth_table_waveform.md
├── 2.4_mux_and_selector.md
├── 2.5_half_full_adder.md
├── 2.6_fsm_intro.md
└── 2.7_component_relationships.md
🖼️ 図版・補足予定｜Illustrations
- ゲート回路記号、CMOS構成図、真理値表テンプレート
- タイミング波形、MUX構成、加算器構成、FSM状態遷移図
- All illustrations stored under
/images/withchapter2_prefix
🔄 前章との接続｜Connection to Previous Chapter
| 🇯🇵 日本語 | 🇺🇸 English |
|---|---|
| 第1章では、MOS構造とスイッチ動作の物理基盤を解説しました。 | Chapter 1 covered MOS structure and switching behavior fundamentals. |
| 本章では、その動作原理をもとに論理回路の構成法を体系的に学習します。 | This chapter systematically explores logic circuit design based on those principles. |
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🔜 次章への接続｜Lead-in to Next Chapter
| 🇯🇵 日本語 | 🇺🇸 English |
|---|---|
| 第3章では、論理回路の背景にあるCMOS構造・プロセス技術・設計限界を扱います。 | Chapter 3 deals with CMOS structure, process evolution, and design limits behind logic circuits. |
| FSMで触れた「状態・順序性」は、設計とプロセスの接続点として扱われます。 | The concepts of state and sequencing introduced via FSM will link to process-aware design. |
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👤 著者・ライセンス｜Author & License
| 項目｜Item | 内容｜Details |
|---|---|
| 著者｜Author | 三溝 真一（Shinichi Samizo） |
| GitHub | Samizo-AITL |
| shin3t72@gmail.com | |
| ライセンス｜License | MIT License（再配布・改変自由） Redistribution and modification allowed |