First Chapter

Nand

Not

in&out相反

a、b皆為in(同一條)

CHIP Not {
    IN in;
    OUT out;

    PARTS:
    Nand (a=in,b=in,out=out);
}

And

兩者輸入相同，輸出才相同

CHIP And {
    IN a, b;
    OUT out;

    PARTS:
    Nand (a=a,b=b,out=x);
    Not(in=x,out=out);
}

Or

CHIP Or {
    IN a, b;
    OUT out;

    PARTS:
    Nand(a=a,b=a,out=x);
    Nand(a=b,b=b,out=y);
    Nand(a=x,b=y,out=out);
}

Xor

CHIP Xor {
    IN a, b;
    OUT out;

    PARTS:
    Not(in=a,out=x);
    And(a=x,b=b,out=y);
    Not(in=b,out=z);
    And(a=a,b=z,out=c);
    Or(a=y,b=c,out=out);
}

Mux

多工器

CHIP Mux {
    IN a, b, sel;
    OUT out;

    PARTS:
    Not(in=sel,out=N);
    And(a=a,b=N,out=aN);
    And(a=b,b=sel,out=bs);
    Or(a=aN,b=bs,out=out);
}

DMux

解多工器

sel=0, a=in, b=0

sel=1, a=0, b=in

CHIP DMux {
    IN in, sel;
    OUT a, b;

    PARTS:
    Not(in=sel,out=nsel);
    And(a=in,b=nsel,out=a);
    And(a=in,b=sel,out=b);
}

Not16

or

CHIP Not16 {
    IN in[16];
    OUT out[16];

    PARTS:
    Not(in=in[0],out=out[0]);
    Not(in=in[1],out=out[1]);
    Not(in=in[2],out=out[2]);
    Not(in=in[3],out=out[3]);
    Not(in=in[4],out=out[4]);
    Not(in=in[5],out=out[5]);
    Not(in=in[6],out=out[6]);
    Not(in=in[7],out=out[7]);
    Not(in=in[8],out=out[8]);
    Not(in=in[9],out=out[9]);
    Not(in=in[10],out=out[10]);
    Not(in=in[11],out=out[11]);
    Not(in=in[12],out=out[12]);
    Not(in=in[13],out=out[13]);
    Not(in=in[14],out=out[14]);
    Not(in=in[15],out=out[15]);
}

And16

CHIP And16 {
    IN a[16], b[16];
    OUT out[16];

    PARTS:
    And(a=a[0],b=b[0],out=out[0]);
    And(a=a[1],b=b[1],out=out[1]);
    And(a=a[2],b=b[2],out=out[2]);
    And(a=a[3],b=b[3],out=out[3]);
    And(a=a[4],b=b[4],out=out[4]);
    And(a=a[5],b=b[5],out=out[5]);
    And(a=a[6],b=b[6],out=out[6]);
    And(a=a[7],b=b[7],out=out[7]);
    And(a=a[8],b=b[8],out=out[8]);
    And(a=a[9],b=b[9],out=out[9]);
    And(a=a[10],b=b[10],out=out[10]);
    And(a=a[11],b=b[11],out=out[11]);
    And(a=a[12],b=b[12],out=out[12]);
    And(a=a[13],b=b[13],out=out[13]);
    And(a=a[14],b=b[14],out=out[14]);
    And(a=a[15],b=b[15],out=out[15]);
}

Or16

CHIP Or16 {
    IN a[16], b[16];
    OUT out[16];

    PARTS:
    Or(a=a[0],b=b[0],out=out[0]);
    Or(a=a[1],b=b[1],out=out[1]);
    Or(a=a[2],b=b[2],out=out[2]);
    Or(a=a[3],b=b[3],out=out[3]);
    Or(a=a[4],b=b[4],out=out[4]);
    Or(a=a[5],b=b[5],out=out[5]);
    Or(a=a[6],b=b[6],out=out[6]);
    Or(a=a[7],b=b[7],out=out[7]);
    Or(a=a[8],b=b[8],out=out[8]);
    Or(a=a[9],b=b[9],out=out[9]);
    Or(a=a[10],b=b[10],out=out[10]);
    Or(a=a[11],b=b[11],out=out[11]);
    Or(a=a[12],b=b[12],out=out[12]);
    Or(a=a[13],b=b[13],out=out[13]);
    Or(a=a[14],b=b[14],out=out[14]);
    Or(a=a[15],b=b[15],out=out[15]);
}

Mux16

CHIP Mux16 {
    IN a[16], b[16], sel;
    OUT out[16];

    PARTS:
    Mux(a=a[0],b=b[0],sel=sel,out=out[0]);
    Mux(a=a[1],b=b[1],sel=sel,out=out[1]);
    Mux(a=a[2],b=b[2],sel=sel,out=out[2]);
    Mux(a=a[3],b=b[3],sel=sel,out=out[3]);
    Mux(a=a[4],b=b[4],sel=sel,out=out[4]);
    Mux(a=a[5],b=b[5],sel=sel,out=out[5]);
    Mux(a=a[6],b=b[6],sel=sel,out=out[6]);
    Mux(a=a[7],b=b[7],sel=sel,out=out[7]);
    Mux(a=a[8],b=b[8],sel=sel,out=out[8]);
    Mux(a=a[9],b=b[9],sel=sel,out=out[9]);
    Mux(a=a[10],b=b[10],sel=sel,out=out[10]);
    Mux(a=a[11],b=b[11],sel=sel,out=out[11]); 
    Mux(a=a[12],b=b[12],sel=sel,out=out[12]);
    Mux(a=a[13],b=b[13],sel=sel,out=out[13]);
    Mux(a=a[14],b=b[14],sel=sel,out=out[14]);
    Mux(a=a[15],b=b[15],sel=sel,out=out[15]);
}

Or8Way

CHIP Or8Way {
    IN in[8];
    OUT out;

    PARTS:
    Or(a=in[0],b=in[1],out=c);
    Or(a=in[2],b=in[3],out=d);
    Or(a=in[4],b=in[5],out=e);
    Or(a=in[6],b=in[7],out=f); 

    Or(a=c,b=d,out=g);
    Or(a=e,b=f,out=h);
    Or(a=g,b=h,out=out);
}

Mux4Way16

要有不同，才能sel

CHIP Mux4Way16 {
    IN a[16], b[16], c[16], d[16], sel[2];
    OUT out[16];

    PARTS:
    Mux16(a=a,b=b,sel=sel[0],out=ab); 
    Mux16(a=c,b=d,sel=sel[0],out=cd);
    Mux16(a=ab,b=cd,sel=sel[1],out=out);
}

Mux8Way16

CHIP Mux8Way16 {
    IN a[16], b[16], c[16], d[16],
       e[16], f[16], g[16], h[16],
       sel[3];
    OUT out[16];

    PARTS:
    Mux4Way16(a=a,b=b,c=c,d=d,sel=sel[0..1],out=ad);
    Mux4Way16(a=e,b=f,c=g,d=h,sel=sel[0..1],out=eh);
    Mux16(a=ad,b=eh,sel=sel[2],out=out);
}

DMux4Way

CHIP DMux4Way {
    IN in, sel[2];
    OUT a, b, c, d;

    PARTS:
    DMux(in=in, sel=sel[1], a=ab, b=cd);
    DMux(in=ab, sel=sel[0], a=a, b=b);
    DMux(in=cd, sel=sel[0], a=c, b=d);
}

DMux8Way

一對8解多工器，1條資料線，3條選擇線，8條輸出線

CHIP DMux8Way {
    IN in, sel[3];
    OUT a, b, c, d, e, f, g, h;

    PARTS:
    DMux4Way(in=in,sel=sel[1..2],a=o1,b=o2,c=o3,d=o4);
    DMux(in=o1,sel=sel[0],a=a,b=b);
    DMux(in=o2,sel=sel[0],a=c,b=d);
    DMux(in=o3,sel=sel[0],a=e,b=f);
    DMux(in=o4,sel=sel[0],a=g,b=h);
}