Timer Trigger【NandGame編】

2023年12月16日

Multitaskingグループに突入

Timer Triggerレベル

Timer Triggerレベルのゴールは、256クロックごとに1を出力する回路を組むことです。

回路の入出力は次のとおりです。

入力	・cl：クロック信号。1ビット。
出力	・tr：トリガー信号。1ビット。 256クロックごとに1を出力する。

Timer Triggerレベルを解く

1：設計方針を考察する

基本的には出力trから0を出力しておきます。

入力clからクロック信号を受信するたびに、内部的のカウンターをインクリメントし、256まで到達したら出力trから1を出力し、内部のカウンターを1^[1]0にリセットするという方法もありますが、その場合は255に到達した時点でtrから1を出力する必要があります。に初期化します。

2：用意されているコンポーネントを確認する

カウンターを実現するcounterコンポーネントが用意されています。入力stはインクリメントするか初期化するかの制御ビット、Xは初期値、clはクロック信号です。保持する16ビットのカウンター値は出力され続けます。

3：回路を実装する

counterコンポーネントを配置して、クロック信号をワイヤリングします。

カウンター値が256（＝1 0000 0000b）に到達したときに、出力trが1にしたいのです。

そのためには、16ビットのカウンター値をsplitterコンポーネントで各桁に分岐し、8ビット目（右からゼロスタート）が1になったタイミングでtrを1にすればよいのです。この仕組みを回路に組み込むと、次のようになります。

カウンターの初期値は1としますので、counterコンポーネントの入力Xに常に1を与えます。

残っているのはcounterコンポーネントの入力stです。stに与える1ビットでカウンターの動作を振り分けます。st=0なら内部のカウンター値をインクリメント、st=1なら初期化します。

リセットするタイミングは256に到達したタイミングになります。8ビット目を出力trにワイヤリングして1を出力していましたが、この1をセレクターの制御ビットに流用することでうまく働きます。

8ビット目が1になる。

⇒select 16コンポーネントの入力sが1になる。

⇒select 16コンポーネントの出力は入力D1と同じになる。

⇒このときcounterコンポーネントの入力stに1を与えたい。

⇒select 16コンポーネントの入力D1に1を固定入力する。

select 16コンポーネントの入力D0が残っています。

D0には、リセット時を除く通常時にcounterコンポーネントの入力stに与える値を指定しておきます。インクリメントするにはstに0を与えるという仕様だったので、D0には0を固定入力します。

4：テストする

テストにパスすると、クリアになります。