How to use Boolflow

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Benutzerhandbuch für den Digitalsimulator

Was ist Boolflow?

Boolflow ist ein kostenloser, browserbasierter Simulator für digitale Logikschaltungen. Keine Installation, kein Konto — öffnen Sie die Website und beginnen Sie sofort mit dem Bau von Schaltungen.

Sie können Logikgatter platzieren, mit Leitungen verbinden, Eingänge umschalten und die Signalausbreitung in Echtzeit beobachten. Boolflow unterstützt kombinatorische Logik, sequenzielle Schaltungen (Flipflops, Zähler), mehrschichtige Leinwände und programmierbare Logikmodule (PLM).

Integrierte Exportwerkzeuge ermöglichen die Umwandlung jeder Schaltung in Verilog-, VHDL- oder C++-Quellcode mit einem Klick.

Ihre erste Schaltung

Der schnellste Weg, Boolflow zu lernen, ist eine einfache AND-Gatter-Schaltung von Grund auf zu bauen. Es dauert etwa zwei Minuten.

  1. 1Öffnen Sie den Tab "Basic" in der oberen Leiste und klicken Sie auf den AND-Chip. Das AND-Gatter erscheint auf der Arbeitsfläche.
  2. 2Wechseln Sie zum Tab "I/O". Klicken Sie zweimal auf INPUT — zwei Eingabeschalter werden platziert. Dann einmal auf OUTPUT klicken.
  3. 3Fahren Sie über INPUT-1, bis am rechten Rand ein kleiner Kreis erscheint. Ziehen Sie von diesem Kreis zum oberen linken Port des AND-Gatters. Wiederholen Sie: INPUT-2 → unterer linker Port des AND.
  4. 4Ziehen Sie vom rechten Port des AND → linker Port von OUTPUT.
  5. 5Klicken Sie auf die INPUT-Knoten, um zwischen 0 und 1 umzuschalten. OUTPUT leuchtet grün, wenn beide Eingänge 1 sind — das ist AND-Logik.

Tipp: Klicken Sie auf "Wahrheitstabelle" in der Symbolleiste, um alle vier Eingangskombinationen automatisch zu sehen.

Elemente hinzufügen

Die obere Leiste besteht aus zwei Reihen. Die erste enthält Kategorie-Tabs: Basic, I/O, Triggers, Arithmetic, Plexers, Memory, Layers, PLM. Klicken Sie auf einen Tab, um seine Elemente zu durchsuchen.

Die zweite Reihe (der Chip-Streifen) zeigt alle Elemente der gewählten Kategorie. Klicken Sie auf einen Chip, um ihn auf der Arbeitsfläche zu platzieren.

  • Drag & Drop: Ziehen Sie einen Chip direkt aus dem Streifen auf die Arbeitsfläche — das Element erscheint genau dort, wo Sie es loslassen.
  • Auf Mobilgeräten: Chip-Streifen und Tab-Reihe scrollen horizontal. Wischen Sie links/rechts, um alle Elemente zu durchsuchen.

Blöcke verbinden

Fahren Sie über einen Knoten — kleine Kreise (Anschluss-Handles) erscheinen an seinen linken (Eingänge) und rechten (Ausgänge) Kanten. Ziehen Sie von einem Ausgangs-Handle zu einem Eingangs-Handle eines anderen Knotens, um eine Leitung zu zeichnen.

Eine Leitung fließt immer von Ausgang → Eingang. Ein Ausgang kann mehrere Eingänge speisen. Ein Eingang akzeptiert nur eine Leitung.

  • Leitung löschen: Dreifachklick darauf.
  • Leitungen werden automatisch geroutet.
  • Grüne Leitung/Handle = Signal 1. Grau = 0. Orange ? = nicht verbunden.

Signalwerte: 0, 1 und ?

Boolflow verwendet drei Signalpegel:

  • 0 — logisch niedrig. Dargestellt durch graue Handles und Leitungsfarbe.
  • 1 — logisch hoch. Dargestellt durch grüne Handles und Badges.
  • ? — unbekannt oder nicht verbunden. Erscheint, wenn ein erforderlicher Eingang keine Leitung hat.

Mit Knoten interagieren

Die meisten Interaktionen finden direkt auf der Arbeitsfläche statt:

  • INPUT klicken — schaltet zwischen 0 und 1 um.
  • CLOCK klicken — startet oder stoppt den Taktgenerator.
  • Knoten ziehen — bewegt ihn frei auf der Arbeitsfläche.
  • Dreifachklick Knoten — löscht Knoten und alle seine Leitungen.
  • Dreifachklick Leitung — löscht nur diese Leitung.
  • Auf leerer Fläche ziehen — zeichnet einen Auswahlrahmen.
  • Strg+C / Strg+V — Knoten kopieren und einfügen.
  • Strg+Z / Strg+Y — Rückgängig / Wiederholen (bis 60 Schritte).
  • Doppelklick VIA oder Label — öffnet Umbenennungsdialog.

Tastenkürzel

  • Strg+Z — Rückgängig
  • Strg+Y — Wiederholen
  • Strg+C — Knoten kopieren
  • Strg+V — Knoten einfügen
  • Entf — ausgewählte Knoten und Leitungen löschen
  • Dreifachklick Knoten — Knoten + Leitungen löschen
  • Dreifachklick Leitung — Leitung löschen
  • INPUT klicken — 0 / 1 umschalten
  • CLOCK klicken — starten / stoppen
  • Doppelklick VIA / Label — umbenennen
  • Scrollen — zoomen
  • Mitteltaste ziehen — schwenken

Schichten — mehrschichtige Arbeitsfläche

Boolflow unterstützt bis zu 4 unabhängige Schichten (L1–L4), ähnlich wie Kupferschichten auf einer Leiterplatte. Jede Schicht hat eigene Knoten und Leitungen.

Wechseln Sie die Schicht mit dem L1–L4-Panel auf der linken Seite. Die aktive Schicht wird farblich hervorgehoben.

Elemente verschiedener Schichten interagieren nicht ohne VIA-Verbindungen.

VIA — schichtübergreifende Verbindungen

Ein VIA ist ein Spezialelement (im Tab Layers) zum Durchleiten von Signalen zwischen Schichten.

  • Sender: VIA auf einer Schicht platzieren und Eingang verbinden.
  • Empfänger: VIA mit demselben Namen auf anderer Schicht ohne Eingangsverbindung — gibt automatisch das Sender-Signal aus.
  • Benennung: Doppelklick zum Umbenennen. Gleiche Namen = ein elektrisches Netz über alle Schichten.
  • Farbige Kürzel im Layers-Tab platzieren sofort ein vorkonfiguriertes VIA.

CLOCK und taktgesteuerte Elemente

Der CLOCK-Knoten erzeugt ein Rechtecksignal mit konfigurierbarer Frequenz (Hz). Klicken zum Starten/Stoppen.

Flipflops (D, JK, T) und Zähler reagieren auf die steigende Flanke (0→1) des Taktsignals.

EDGE_DET gibt einen Impuls bei steigender Flanke aus; FALL_DET bei fallender. CLK_DIV halbiert die Frequenz.

CLOCKs laufen auf allen Schichten gleichzeitig.

PLM — Programmierbares Logikmodul

PLM-Blöcke (PLM6–PLM20) haben eine konfigurierbare Anzahl von Ein- und Ausgängen (3–10 Eingänge, 2–8 Ausgänge). Klicken Sie auf ✎ im Knoten, um den Formeleditor zu öffnen.

Jeder Ausgang wird durch einen booleschen Ausdruck definiert: & (UND), | (ODER), ! (NICHT), ^ (XOR) und Klammern.

Beispiel: O0 = A & !B | C — "Ausgang 0 ist 1, wenn A=1 UND B=0, ODER C=1".

Code-Export (Verilog / VHDL / C++)

Drei Exportformate stehen in der Symbolleiste zur Verfügung:

  • Verilog — synthetisierbares Verilog (IEEE 1364). Modi: nur Modul / + Testbench.
  • VHDL — VHDL (IEEE 1076 / NUMERIC_STD). Modi: nur Entity / + Testbench.
  • C++ — C++11-Funktion. Modi: nur Funktion / + main() (gibt Wahrheitstabelle aus).
  • Nur kombinatorische Elemente werden exportiert. Sequenzielle werden mit Warnung übersprungen.

Wahrheitstabelle

Klicken Sie auf "Wahrheitstabelle" in der Symbolleiste, um die Tabelle für die aktive Schicht zu berechnen.

  • Alle INPUT-Kombinationen werden getestet (bis 10 Eingänge = 1024 Zeilen).
  • Ausgangswerte in Echtzeit: grün = 1, grau = 0, orange ? = nicht verbunden.
  • "CSV exportieren" lädt die Tabelle als Tabellenkalkulationsdatei.

Speichern und Laden

Boolflow speichert Schemata als lokale Dateien — kein Server oder Konto erforderlich.

  • Speichern — Namen eingeben, "Herunterladen" klicken. .boolflow.json wird im Download-Ordner gespeichert. Alle 4 Schichten enthalten.
  • Laden — "Datei öffnen…" klicken und .boolflow.json auswählen.
  • Dateiformate v1.0 und v2.0 werden unterstützt.

Schaltkreis-Integritätsprüfung

Klicken Sie auf "Prüfen" (rot) zum Scannen der aktiven Schicht auf Verdrahtungsprobleme.

  • Fehlender Eingang — Eingangsport ohne Verbindung (gibt ? bei Simulation).
  • Freier Ausgang — kein Ausgang ist mit anderen Elementen verbunden.
  • Alle problematischen Knoten werden markiert. Banner zeigt Anzahl der Probleme.

Eingebaute Beispiele

Klicken Sie auf "Beispiele" in der Symbolleiste, um die Beispielgalerie zu öffnen.

  • Halb-Addierer (Gate-Ebene)
  • Voll-Addierer (Komponente)
  • 2:1 Multiplexer
  • 4-Bit Addierer
  • 3:8 Dekoder
  • 8:3 Prioritätskodierer
  • 4-Bit Zähler
  • 1-Bit ALU
  • SR-Latch, D-Latch, D/JK/T Flipflops
  • 4-Bit Register, Schieberegister, Komparator und mehr

Elementreferenz

Grundgatter

Ein-/Ausgänge

Arithmetik

Plexer

Speicher & Sequenziell

PLM — Programmierbare Logik