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ChatGPTに聞いてみた。
User
TC428CPAは何ですか。
ChatGPT
TC428CPAは、パワーモスフェットやIGBT（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）のドライバICです。このICは、高速でパワーデバイスを制御するための信号増幅や電流駆動機能を提供します。
TC428CPAは、シングルチャンネルのドライバであり、入力信号を増幅し、高電流でパワーデバイスを駆動する能力を持っています。また、ドライバの出力は高速でスイッチングされるため、パワーデバイスの効率的な制御を可能にします。
TC428CPAは、DCモーター制御、リレー駆動、電源スイッチング、LED駆動など、様々なアプリケーションで使用されます。特に、高速スイッチングや高電流制御が必要な場合に適しています。
ChatGPTに聞いてみた。
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SN74LS283Nは何ですか。
ChatGPT
SN74LS283Nは、4ビットの並列二進加算器（全加算器）ICです。このICは、2つの4ビット入力（A0〜A3、B0〜B3）および1つのキャリー入力（C0）を持ちます。それぞれのビット位置において、入力された2つのビットと前のビット位置からのキャリーを加算し、結果とキャリーを出力します。4つの出力（S0〜S3）は、ビットごとの加算結果を表します。また、1つのキャリー出力（C4）も提供されます。
SN74LS283Nは、複数ビットの二進数の加算に使用されます。特に、算術演算やデータ処理などのデジタル回路において、数値の加算を行う際に使用されます。TTL（トランジスタ・トランジスタ・ロジック）ファミリーのICであり、高速で信頼性のある加算機能を提供します。
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SN74LS325Nは何ですか。
ChatGPT
SN74LS325Nは、4ビットシフトレジスタ/パラレルロードレジスタICです。このICは、4つのデータ入力（D0〜D3）、クロック入力（CLK）、ロード入力（LD）、シフト/ロード制御入力（SL/RL）を持ちます。データ入力をクロックの立ち上がりエッジでシフトするか、ロード入力をアクティブにすることでパラレルにデータをロードすることができます。
SN74LS325Nは、4つのビットデータを直列にシフトしたり、パラレルにロードしたりするために使用されます。特に、データのシリアル送信やパラレル入力データの一時的な保存などのアプリケーションで活用されます。このICはTTL（トランジスタ・トランジスタ・ロジック）ファミリーの一部であり、デジタルデータ処理やシーケンシャル制御回路などのデジタル回路設計に使用されます。
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SN74LS327Nは何ですか。
ChatGPT
SN74LS327Nは、3ラインから8ラインのデコーダ/デマルチプレクサICです。このICは、3つの入力ライン（A, B, C）と8つの出力ライン（Y0〜Y7）を持ちます。デコーダとして動作する場合、3つの入力の組み合わせに応じて、対応する出力がアクティブになります。デマルチプレクサとして動作する場合、特定の出力を選択し、それに対応する入力にデータを転送することができます。SN74LS327Nは、TTL（トランジスタ・トランジスタ・ロジック）ファミリーのICであり、データのデコーディングやデマルチプレクションなど、多くのデジタル回路で使用されます。
上図は最低限の機能を備えたコンピュータと思ってください。これでソフトウェアとは何かを考えてみます。
左側にあるInの状態をRegisterに写してみます。Inは8本のラインでそれぞれがHighかLowになります。
出力をRegisterにするためにはDemultiplexerCの出力がQ0になるようS0-2を000にします。
演算は必要ないのでDeMultiplexerA，BとMultiplexerCの出力をQ7にするためS0-2を111にします。
入力をInにするためにはMultiplexerAのI7がQに出てくるようにS 0-2を111にします。
これで出力先、演算方法、入力元を選択できました。
出力：000
演算：111
入力：111
となります。
出力、演算、入力に対する指示を切り替えているのはDemultiplexerEです。S0-1が
00：演算に対する命令
01：入力に対する命令
10：出力に対する命令
となります。
従って命令の切り替えると命令を合わせると、
出力：10,000
演算：00,111
入力：01,111
となります。
この要領でInとRegisterのAndをOutAに出力してみます。
出力：10,110
演算：00,001
入力：01,111,000
入力はAとBがあるので命令が長くなります。
このように 0と1の列をROMに書き込んでおいて順番に実行していけば様々な演算ができます。どのような列がどのように動作するかは上図の有り様によって決定されます。CPUが変わればそれにあった 0と1の列ではないと動作しないことがよくわかりました。
前回から更に拡張して、8ビットCPUを目指してみます。
入力
Register, RAM Address Register, RAM Page Register, RAM, ROM Address Register, ROM Page Register, ROM, In
出力
Register, RAM Address Register, RAM Page Register, RAM, ROM Address Register, ROM Page Register, Out A, Out B
演算
Adder, And, Or, Nand, Nor, Xor, Not, Pass
入力Aが8ライン、入力Bが8ライン、出力も8ライン、演算も8ラインの選択肢があります。
ROMから読み出された8ビットの命令がDeMultiplexerを通してCommand Registerに保存されます。この保存された命令のビット列に従い各MultiplexerやDeMultiplexerのライン切り替えが行われてプログラムされた演算を繰り返します。
だんだんCPUらしくなってきているようですが命令デコーダ部分が怪しげなのでもっと改良します。
ChatGPTに聞いてみた。
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三菱製のM5L8216Pは何ですか。
ChatGPT
M5L8216Pは、8ビットマイクロプロセッサの1つで、1980年代に三菱電機が製造していた製品です。M5Lシリーズは三菱電機が開発したマイクロプロセッサの一連の製品で、M5L8216Pはその中でも特に高性能なものの1つでした。M5L8216Pは、最大2.5MHzのクロック周波数で動作し、56種類の命令を持っていました。また、4つの8ビット汎用レジスタや、2つの16ビットカウンタ/タイマー、割り込み制御回路、および入出力ポートが備わっています。M5L8216Pは、産業制御、計測機器、家電製品、および通信機器などの様々なアプリケーションに使用されていました。
User
プロセッサではなくその周辺ICだと思います。
ChatGPT
その通りです。M5L8216Pは、1980年代に三菱電機が製造した8ビットCMOSシリコンゲートマイクロコントローラ（マイコン）の周辺ICの1つです。M5L8216Pは、4つの8ビット入力ポート、4つの8ビット出力ポート、3つのタイマー/カウンタ、16ビットパルス幅モジュレーション（PWM）モジュレータ、およびシリアル通信インタフェースを備えています。M5L8216Pは、当時の制御システムやオフィス機器、家庭用機器など、幅広い分野で使用されました。
User
双方向バスドライバーだと思いますがいかがですか。
ChatGPT
申し訳ありません、誤解が生じました。M5L8216Pは、実際には双方向データバスドライバーとして機能するICです。データバスドライバーは、マイクロプロセッサと外部デバイスとの間でデータの双方向転送を可能にするための回路です。M5L8216Pは、8ビットデータバスの制御に使用され、バス上のデータの送信および受信を制御します。これにより、マイクロプロセッサと他のデバイス間でのデータのやり取りが行われます。双方向バスドライバーとしてのM5L8216Pは、デジタルシステムにおいてデータの双方向通信を可能にする重要な役割を果たします。おっしゃる通り、M5L8216Pは双方向バスドライバーとして使用されることが多いです。お詫び申し上げます。
例えば電源電圧5VのNAND回路の入力Aに5V、Bには0Vの電圧が加わっているとします。その時、出力Xは5Vとなります。
この動作の5Vや0Vの電圧を加えることを記号化すると次の文章になります。(5VはHighとし略してH、0VはLowとし略してLとする)
入力AをH、BをLとすると出力XはHとなる｡
HとLしか無いならばHは電圧が有る状態なので1、Lは無い状態なので0と置き換えることもできます。そうすると次の式でも良いことになります。
A NAND B = X なので
1 NAND 0 = 1 となります。
次にNAND を４つ並べてみます。
{A1, A2, A3, A4} NAND {B1, B2, B3, B4} =
{X1, X2, X3, X4}
4bitのNAND演算になります。実際の数字を入れると
1111 NAND 0000 = 1111
1111 NAND 0001 = 1110
1111 NAND 0010 = 1101
・
・
・
0000 NAND 0000 = 1111
4桁同士の2進数の論理演算ができます。
二つの数値を決めた手順で次々と演算していくとき、その手順がソフトウェアとなり、演算を行う装置がハードウェアとなります。しかし単に論理演算を繰り返すだけでは今のコンピュータのソフトウェアとはまだかけ離れています。
https://en.m.wikipedia.org/wiki/List_of_7400-series_integrated_circuits
| 型番 | 品名 | 用途 |
|---|---|---|
| 7400 | SN74S00N | 4-ch, 2-input NAND gates |
| 7404 | SN74HC04N | 6-ch, inverters |
| 7414 | 74HC14AP | 6-ch, inverters with Schmitt-Trigger inputs |
| 7474 | 74LS74N | Dual D-Type Positive-Edge-Trggered Flip-Flop with Preset and Clear |
| 7474 | SN74S74N | Dual D-Type Positive-Edge-Trggered Flip-Flop with Preset and Clear |
| 7475 | HD74LS75P | 4-Bit Bistable Latches |
| 7475 | M74LS75P | 4-Bit Bistable Latches |
| 7486 | SN7486N | 4-ch, 2-input, XOR (exclusive OR) gates |
| 74125 | 74HC125N | 4-ch, buffers with 3-state outputs |
| 74138 | 74LS138N | 3-Line To 8-Line Decoders/Demultiplexers |
| 74138 | 74LS138P | 3-LineTo 8-Line Decoders/Demultiplexers |
| 74138 | 74LS138PC | 3-LineTo 8-Line Decoders/Demultiplexers |
| 74139 | 74HC139P | Dual 2-LineTo 4-Line Decoders/Demultiplexers |
| 74153 | 74LS153N | Dual 4-Line To 1-Line Data Selectors/Multiplexers |
| 74163 | SN74163N | Synchronous 4-Bit Counter |
| 74164 | 74HC164N | 8-Bit Parallel-Out Serial Shift Registers |
| 74164 | MC74HC164N | 8-Bit Parallel-Out Serial Shift Registers |
| 74165 | 74HC165AP | 8-Bit Parallel-Load Shift Registers |
| 74175 | 74HC175AP | 4-Bit D-Type Flip-Flop with Reset |
| 74181 | SN74LS181N | Arithmetic Logic Unit |
| 75188 | SN75188N | Quadruple Line Driver |
| 75189 | SN75189N | Quadruple Line Receivers |
| 74193 | SN74LS193N | Synchronous 4-Bit Up/Down Counters (Dual Clock With Clear) |
| 74245 | 74LS245N | Octal Bus Transceivers With 3-State Outputs |
| 74245 | SN74LS245N | Octal Bus Transceivers With 3-State Outputs |
| 74249 | SN74LS249N | BCD-to-Seven Segment Decoders/Drivers (Open Collector) |
| 74259 | SN74HC259N | 8-Bit Addressable Latches |
| 74273 | 74LS273PC | Octal D-Type Flip-Flop With Clear |
| 74373 | 74LS373N | Octal D-Type Transparent Latches And Edge-Triggered Flip-Flops |
| 744066 | SN74HC4066N | 4-Ch Analog Switch |
| 744069 | TC4069UBP | Hex Inverter |
| 8212 | M5L8212P | 8-Bit Registered Bus Transceiver |
| 8216 | uPB8216C | 4-Bit Bus Driver/Transceivers |
