数字逻辑实验室已发布

从一个逻辑门开始。 最终完成一台 CPU。

数字逻辑工作台对每种元件的传播延迟进行建模。可以从连接一个与门开始,逐步搭建至能够运行自编汇编程序的 8 位处理器。

浏览器直接运行 · 无需安装 · 无需登录即可搭建

数字逻辑实验室实验台已上线
DigiSim Logic Lab 界面,显示已接线的数字电路、元件面板、示波器和显示器

真实的数字逻辑实验室工作区——元件面板、画布、示波器和显示器集中在同一个浏览器实验台

打开数字逻辑实验室
61种元件

逻辑门、触发器、寄存器、计数器、RAM、ROM、8 位 ALU,以及完整的 CPU 模块。

98节讲解课程

按照知识依赖排序,从数字信号和真值表一直学习到存储器与处理器控制。

8 位可编程 CPU

编写汇编程序并装入 ROM,再逐步执行自编程序。

22免费 · 无需账号
直接回答

DigiSim Logic Lab 是什么?

DigiSim Logic Lab 是一款用于学习计算机硬件构成的在线数字逻辑仿真器。用户可将元件拖至画布并逐引脚接线,事件驱动引擎会根据各元件的传播延迟计算电路状态。除 0 和 1 外,实验室还表示未定义、高阻态和争用状态,因此可以直接观察三态总线与时序故障。

适合:从中学逻辑课程到本科计算机体系结构、处理器设计课程,以及任何想亲眼看到取指—译码—执行过程而不只是阅读相关介绍的人。

SimCast数字逻辑实验室
12 个模块 · 98 个实时电路
引导式数字逻辑课程

98 节课程,按知识依赖顺序展开。

每个 SimCast 会逐步搭建电路,并说明各元件的放置依据。每节课均为可操作的实验台,可在讲解过程中随时暂停并检查当前电路。

前 22 节课程公开免费,内容从数字信号和二进制一直到布尔化简与无关项。Pro 可解锁完整课程。

浏览全部数字逻辑课程
  1. FOUNDATIONS基础5
  2. GATES逻辑门14
  3. BOOLEAN_ALGEBRA布尔代数8
  4. ARITHMETIC算术13
  5. DATA_ROUTING数据路由13
  6. SEQUENTIAL时序逻辑13
  7. REGISTERS_COUNTERS寄存器与计数器11
  8. MEMORY_SYSTEMS存储器与系统4
  9. BUSES总线与传输2
  10. ARITHMETIC_UNIT算术单元3
  11. PROCESSOR处理器9
  12. COMPUTER计算机3

四步从空白画布搭建出可运行的电路

工作原理

仿真结果直接来自画布中的元件与连接,而非隐藏表单中的预设值。

  1. 01

    打开模板或空白画布

    可以打开完整的加法器、计数器或 ALU 模板并分析其结构,也可以从元件面板拖入逻辑门自行搭建。模板会在同一个编辑器中打开,所有内容均可编辑。

  2. 02

    将输出引脚接到输入引脚

    从一个引脚拖到另一个引脚,导线会自动沿正交路径布置。已连接的导线会按状态着色——包括高阻态——因此无需逐点探测也能读懂电路。

  3. 03

    施加输入并控制变量

    拨动开关、设置时钟频率或装载程序。引擎会持续重新计算,无需重新构建电路即可获得更新后的状态。

  4. 04

    通过信号探测定位原因

    把示波器接到时钟和可疑信号上,将预期结果与实际到达的信号进行比较,修正导线连接,然后继续搭建下一部分。

新建实验台

分析计算机硬件所需的完整工具

工作台,而不是画图工具

Logic Lab 将完整元件库与测量工具结合起来,可在同一浏览器标签页中搭建电路、测量运行状态并分析其工作原理。

61 种元件,一个面板

七种逻辑门和缓冲器、开关与常量、多路复用器、编码器、加法器、比较器、锁存器、触发器、寄存器、计数器、256×8 RAM 与 ROM、程序计数器、指令寄存器和控制单元。

可直接测量的时序行为

将八通道示波器连接至任意导线,即可观察信号随时间的变化,并确定传播延迟、时钟偏斜及竞态发生的具体时刻。

在自行搭建的处理器上运行汇编程序

汇编程序加载器将源代码编译为字节,再通过地址、数据和控制引脚传送至已接线的 RAM。编写 LDA、ADD、STA 和 JMP 等指令并完成装载后,即可让已搭建的处理器逐步执行取指—译码—执行周期。

值得观察的输出

七段显示器将多位数值转换为可读数字,16×16 像素显示屏则为 CPU 项目提供图形输出。计数器数值和存储器内容无需再以十六进制转储形式读取。

复杂系统也能逐层检查

用可见的逻辑门和导线搭建寄存器文件或 ALU,再在设计运行时通过示波器检查任意信号。实现细节始终可见,不会被隐藏在自定义模块背后。

电路数据可由用户自行保管

无需账号即可将电路保存在浏览器本地存储中,并使用实验室提供的撤销与重做功能处理近期编辑。电路还可导出为采用 JSON 格式的 .digi 项目文件,或用于报告的 PNG、SVG 图像。

适用人群

当示意图不再足以解释问题时

适用于不便使用面包板、课堂需要同步观察同一电路,或需要通过结构分析理解抽象概念的场景。

体系结构讲座

通过投影打开可公开访问的数据通路,在讲解过程中人为引入故障并分析其影响,课后再分发受支持的 .digi 文件。学生只需具备所用元件要求的访问级别;Classroom 是否可用须由机构另行确认。

课程作业与毕业设计

设计一台处理器,在支持渲染导出时用其记录设计,并提交 .digi 项目文件。文件的 JSON 表示形式可支持教师自行开发的检查流程,但 DigiSim 不声称仅凭该文件即可自动评分。

自主学习

按照内容所需的节奏学习课程,不必购买实验套件,也不必借用逻辑分析仪。重复实验,直到其中的关系变得一目了然。

Free 提供完整入门工作台,Pro 扩展至处理器级系统。

如实说明权限

没有试用倒计时,也没有水印。免费版包含核心的 16 种元件工作台和 22 节课程;Pro 增加处理器项目所需的存储器、CPU 和测量工具。

免费版

足以掌握基础知识

无需账号即可打开工作台,使用入门课程所需的核心元件学习数字信号、逻辑门、布尔逻辑和电路时序。

22 / 98节免费讲解课程
  • 开关、时钟、常量、缓冲器和全部七种逻辑门
  • 指示灯、数字显示器、七段显示器和文本标签
  • 示波器和 22 节交互式课程
  • 本地自动保存和 .digi 导出,无需账号
打开免费工作台
ProPRO 已包含

构建处理器所需的一切

增加存储器、CPU 元件库和汇编程序加载器,并从基础真值表逐步学习至运行自编程序的完整处理器。

61 / 61种元件全部包含
  • 256×8 RAM 与 ROM、8 位 ALU 和 CPU 模块
  • 汇编加载器和 16×16 像素屏幕
  • 八通道示波器
  • 全部 98 节课程和完整模板库
查看 Pro 方案
常见问题

打开实验室之前

它是真正在仿真,还是只是在播放动画?

这是电路仿真,而非预设动画。事件驱动引擎对各元件的传播延迟、三态与高阻引脚进行建模,并检测总线争用。将示波器连接至任意导线,即可读取实际计算的时序,包括预设动画无法呈现的竞态。

能否对自行搭建的 CPU 编程?

可以。接好一台 8 位 CPU,或从模板库打开现成设计,在 ROM 加载器中编写汇编,然后观察取指—译码—执行过程运行,直到输出显示在 16×16 像素屏幕上。指令集有意保持精简:LDA、STA、ADD、JMP 及其同类指令。

免费版具体包含什么?

核心的 16 种元件工作台和前 22 节课程,没有时间限制,也无需账号。Pro 另含存储器与 CPU 元件、汇编加载器、完整测量工具集,以及其余课程。

电路保存在哪里,能否导出?

电路会自动保存在浏览器本地存储中,也可导出为采用 JSON 格式的 .digi 项目文件或 PNG、SVG 图像。本地存储不会在不同浏览器之间同步,因此更换设备前应先导出并确认文件可以打开。

可以在课堂上使用吗?

可以——将起始电路作为 .digi 文件分发,再收回学生完成的文件。DigiSim 不提供通用成绩册或自动评分;Classroom 提供 Logic Lab 作业结果、文字反馈和 CSV 导出,支持按席位计费的年度订阅和管理员发票。

第一个逻辑门只需一分钟

处理器设计是基础逻辑门、组合逻辑、存储器和控制单元的逐层延伸。打开实验台即可开始搭建。

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