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ChatGPTに聞いてみた。

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SN74LS83Nは何ですか。

ChatGPT
SN74LS83Nは、4ビットの2進数加算器ICです。このICには、2つの4ビットの入力（A、B）と1つのキャリー入力（CIN）があり、2つの4ビットの出力（SUM、COUT）があります。入力に2つの2進数を与えると、SUM出力にその和が、COUT出力にはキャリー（桁上がり）が生成されます。SN74LS83NはTTL（論理トランジスタ）ファミリーのICで、一般的には4ビットの加算器として使用されます。

ChatGPTに聞いてみた。

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SN74LS348Nは何ですか。

ChatGPT
SN74LS348Nは、8つのアナログスイッチを持つICで、オンチップのデコーダによって選択されたスイッチをオンまたはオフにすることができます。これは、アナログ信号を切り替えたり、デジタル信号を複数の回路間で切り替えたりするために使用されます。また、入力レベルがTTLに互換性があるため、古いTTL回路との互換性があります。

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SN74LS08Nは何ですか。

ChatGPT
SN74LS08Nは、4つの2入力ANDゲートを含む、4個のゲートがある14ピンのデジタルIC（集積回路）です。LSシリーズの低消費電力TTL（Transistor-Transistor Logic）のファミリーに属しており、入力に対して出力が論理AND演算を行います。また、Nは、プラスチック製のデュアルインラインパッケージ（DIP）を表します。SN74LS08Nは、広く使用されている汎用的なデジタルICの1つであり、論理回路の構築に使用されます。

　演算を選ぶだけではなくその入力や出力も選択できるようにしてみました。

　演算の入力は外部入力、レジスタ、プログラムレジスタ(カウンター)、アキュームレーターで、

　演算の出力は外部出力、レジスタ、プログラムレジスタ(カウンター)、アキュームレーターでそれぞれを選択して組み合わせできます。

　演算も4つの中から選択できます。演算の入力と演算の種類、出力先を組み合わせる手順はROMから読み出します。

　プログラムレジスタを書き換えれば実行する命令をジャンプすることもできます。ソフトウェアでいう分岐処理が可能になります。

　だいぶコンピュータらしくなってきました。

　論理演算の内一つをフリップフロップのレジスタにしてみました。そして入力を一つ減らし入力Aとレジスタの間で論理演算するようにします。そうすることで一つ前の動作がその次の動作につながっていきます。

S0	S1	動作
0	0	レジスタにAの値を保存する
0	1	レジスタの値とAのNANDをXに出力
1	0	レジスタの値とAのORをXに出力
1	1	レジスタの値とAのNORをXに出力

　もう少し複雑な演算装置でソフトウェアとは何かを考えてみます。

　上の図は4種類の演算ができる回路です。でマルチプレクサ、デマルチプレクサを使って演算の種類を切り替えできます。

　S1=0、S2＝0のときはAND、S1=0、S2=1のときはNANDと S1、S2の値により演算の種類を切り替えます。

　S1、S2、A、Bの組み合わせで演算が色々できるためこの手順もソフトウェアといえますがまだ単に演算回路切り替えて順次演算を行なっているだけです。

　ディスプレイといえば四角い画面に映像が写し出される装置を思い出しますが、コンピュータ黎明期のディスプレイは、ランプが点灯したり、単に数字が表示するだけのものでしたでしょう。

　LEDを16個並べてバイナリ表示する、8ビットを2桁の16進で表示する、16ビットを4桁の16進で表示するディスプレイを組み立てました。

　8ビットのCPUは命令が8ビット、アドレスは16ビットなのでこのディスプレイで十分です。

　16ビットのバイナリカウンターもきっと色々役に立ってくれるでしょう。0から65535まで数えたり、分周できたりします。

　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。

　今までハードウェア仕組みを説明をしてきましたが、ここからはソフトウェアの仕組みの説明に移ります。

　ここでのソフトウェアの定義はCPUに出す命令の集まりをソフトウェアとし、物体として存在している物をハードウェアとします。

　人や立場によってソフトウェアとハードウェアの境界が若干異なることもありますが目に見える装置をハードウェア、装置を動かすための手順をソフトウェアと考えてください。

　ガスコンロやフライパンはハードウェア、料理の方法はソフトウェアになります。

　料理に置き換えて気づいたのですが食材や調味料はどっちに入るのでしょうか。人それぞれどちらでも良しとします。

岩波講座　情報科学20 1982年発行

　難しくてわかりません。出直します。

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2021.05.24 最初は膨大な数式を見ておののいたのですが理解できたことがあったので記載します。

　対象物の入力や出力信号をフーリエ変換してスペクトル解析し最小の線形モデルを推測し最適フィルターを使って予測を行いフィードバックにより制御する。

　要約し過ぎましたがこのようなことを数学をもとに書かれていました。何事も数学上で完全になってから実際の物になっていくのですね。数学と工学の境がよくわかる本でした。

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

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M74LS75Pは何ですか。

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M74LS75P は、シリーズ74LSのロジックICの1つで、プリセット可能な4ビットカウンタである。2つのパッケージタイプがあり、プラスチック製のPDIP（Plastic Dual In-line Package）とセラミック製のDIP（Dual In-line Package）がある。各パッケージには4つのフリップフロップがあり、直列に接続され、1つのクロックパルスでカウントアップすることができる。また、プリセット入力により、カウンタの初期値を設定することができる。M74LS75Pは、電子回路で頻繁に使用され、特にカウンタとタイマー回路でよく用いられる。

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SN74163Nは何ですか。

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SN74163Nは、4ビット同期アップカウンタICで、デジタル回路で使用されるタイプのICです。このICは、カウント方向を制御する入力端子、クロック入力端子、リセット入力端子などがあります。SN74163Nは、集積回路内に4つのフリップフロップを持ち、カウント値を保持することができます。カウント方向を制御することで、このICは、カウントアップ、カウントダウン、または同期リセット動作ができます。また、このICは、複数のカスケード接続にも対応しており、多ビットのカウンティング操作が可能です。SN74163Nは、デジタルカウンタやタイミング制御などのアプリケーションに使用されます。

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SN74S74Nは何ですか。

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SN74S74Nは、デュアルDタイプポジティブトリガJKフリップフロップICです。このICは、2つの独立したDタイプフリップフロップを備え、各入力に対してJ、K、クロック、およびクリア入力があります。フリップフロップはポジティブエッジトリガであり、出力はTTLレベルです。SN74S74Nは、高速動作と信頼性の高い動作を提供するために設計されています。

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SN74HC259Nは何ですか。

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SN74HC259Nは、8ビット同期/非同期双方向4線式シフトレジスタです。このICは、2つの独立した4ビット入力ポートを持ち、8ビットのデータを同時に入力できます。また、2つのゲートを介して同期リセット機能を提供し、複数のデバイスを接続してカスケードすることができます。SN74HC259Nは、CMOS技術を採用しており、低消費電力と高速動作が可能です。このICは、デジタル回路の設計に使用されます。

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uPB8216Cは何ですか。

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uPB8216Cは、NECエレクトロニクス（現在のルネサスエレクトロニクス）が製造した、ビデオスイッチング用の高速CMOS ICです。4つの2:1のマルチプレクサと1つの1:4のデマルチプレクサを内蔵しています。その高速性能と低消費電力から、映像機器やビデオカメラなどのアナログ信号を扱う機器で広く使われました。

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SN7486Nは何ですか。

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SN7486Nは、Texas Instruments（テキサス・インスツルメンツ）が製造する、4つの2入力XORゲートを含む14ピンのデジタル集積回路（IC）です。各XORゲートは、2つの入力ビットが異なる場合に1を出力し、入力ビットが同じ場合には0を出力します。SN7486Nは、高速で信頼性が高く、広く使用されているICの1つです。主にデジタル回路やコンピュータの論理演算回路で使用されます。

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M5L8212Pは何ですか。

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M5L8212Pは、8ビットCMOSマイクロプロセッサの一種で、日本のメーカーである三菱電機が製造したものです。Z80プロセッサの互換品として設計されており、Z80と同様に広く使用されました。M5L8212Pは、周辺デバイスを制御するための一連のポートやタイマー、シリアル通信インターフェース、DMAコントローラ、メモリ管理回路などを備えています。1980年代に広く使用され、一部の古いコンピューターシステムで使用されていました。

User
マイクロプロセッサではないと思います。CPUの周辺ICだと思います。

ChatGPT
正解です。M5L8212Pは、8ビットデータバスを備えた2K x 8ビットの静的RAMです。CPUの周辺ICとして使用されます。また、M5L8212Pは、日立製品の一部であり、1980年代に人気がありました。

User
RAMというよりBUFFERSでは。

ChatGPT
確かに、M5L8212Pは、8ビットバッファICであり、RAMではありません。このICは、8つの入力と8つの出力があり、信号が入力から出力に転送されるときに信号を増幅する役割を持っています。つまり、信号の増幅器として機能するため、入力信号を増幅し、出力に向けて強めることができます。したがって、このICは、入力信号を増幅し、出力信号を制御するために使用されます。

User
改めてM5L8212Pは何か説明してください。

ChatGPT
M5L8212Pは、NEC（現在はルネサスエレクトロニクスに統合）が製造している8ビットバスインタフェース用トライステートバッファで、RAMやROM、I/Oポート、CPUなどを接続するバス回路において、バスの双方向性を制御するために使用されます。

M5L8212Pは、高速なデータ伝送を可能にするトライステート技術を採用しており、入力バッファ、出力バッファ、制御回路から構成されています。このICは、主に8ビットマイクロプロセッサシステムにおけるバス制御回路に使用されます。

M5L8212Pは、DIP（デュアルインラインパッケージ）やSOP（スモールオーダーインラインパッケージ）などのパッケージで提供され、広く普及しています。

User
先頭のMは三菱製を意味しています。
もう一度説明してください。

ChatGPT
おっしゃる通りです。M5L8212Pは、三菱電機（Mitsubishi Electric）が製造するCMOSロジックICの1つです。このICは、8ビットのバスを介してCPUと接続され、CPUからの制御信号に基づいて、データの読み取りや書き込みを実行するバッファ回路を備えています。M5L8212Pは、主に古い8ビットマイクロコントローラーやマイクロプロセッサの周辺回路として使用されていました。また、データ転送や信号増幅など、一般的なロジック回路での使用にも適しています。

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HD74LS75Pは何ですか。

ChatGPT
HD74LS75Pは、デュアルJ-Kフリップフロップ（Dual J-K Flip-Flop）を実装したTTL（Transistor-Transistor Logic）IC（Integrated Circuit）です。J-Kフリップフロップは、デジタル回路で使われる基本的な回路の1つであり、入力信号に応じて出力を切り替える機能を持っています。デュアルJ-Kフリップフロップは、2つの独立したJ-Kフリップフロップが1つのパッケージに実装されたものであり、データシートによれば、HD74LS75Pは、低消費電力・高速動作・TTL出力の特徴を持っています。