独自のホワイトボックスデジタル回路コンポーネントを定義する

Question 1

ユースケースの複雑さと必要なシェイプの数に応じて、ここから始めましょう。

答えは次のようになります。

rectangle eeから定義を借用するシェイプ宣言circuits.ee(これは、とアンカーを持つ借用されたrectangleシェイプにすぎません)。.input.output

リンク先からも拝借サンプル図形の定義内のテキスト用です。アンカーはで設定されます(これは直線に沿ったキー、またはの表記内の要素に\pgfpointlineattime似ています)。poscalc($(<p1>)!<factor>!(<p2>)$)

長方形の境界に沿って複数の異なるアンカーを必要とする図形がさらに多い場合は、図形の宣言内でフェイキーとループを使用してシリアル化できます。これはテキストにも適用されます。
アンカーとテキストを含むシェイプができたので、これを使用できます。適切な回路シェイプを作成するには、でシンボルを宣言しcircuit declare symbol、で設定しますset <symbol name> graphic。

キーは、(内部の TeX ディメンション)に関連してとをcircuit symbol size設定します。これにより、他の回路シンボルに関連してスケーラブルになります。キーは、 'パスに沿って回転させるために必要です。minimum widthminimum heightcircuit symbol unittransform shapecircuitsto
提案されたコードpath pictureを使用する私のもう一つの答えノードとともに回転および拡大縮小するローカル座標系を設定するには、座標は(0, 0)ノードの中心にあります。バツベクトルはeast（＝output、ええ北アンカーへのベクトル。これは、ノードの水平方向の半分を(left:.2)使用するなどの座標指定に重要です。.2そして適用された回転。

内の回路シンボルにはpath pictureオプションが与えられgray（線も同様）、シンボルを適切なサイズに縮小します。適切なサイズを得るには、この値を調整する必要があるかもしれません。また、寸法とcircuit symbol unit=.1cmを使用して、これを前述のローカル座標系に依存させることもできます。\pgf@xx\pgf@yy

not gate明らかに、同じアンカーと接続レイアウトを持ちながらゲートが異なる複数のシンボルが必要な場合は、3 つの値キー（この場合は、nand gateおよび）に従ってシェイプ定義を柔軟にすることができますnor gate。

私はpaths.ortho図書館内部の接続用ですpath picture。当然ながら、これらの線を接続するには任意の方法を使用できます。

コード

\documentclass[tikz]{standalone}
\usetikzlibrary{circuits.ee,circuits.logic.US,paths.ortho}
\makeatletter
\pgfdeclareshape{my complicated box}{%
  \inheritsavedanchors[from=rectangle ee]
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{center}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{north}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{south}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{east}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{west}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{north east}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{north west}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{south east}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{south west}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{input}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{output}
  \inheritanchorborder[from=rectangle ee]
  \inheritbackgroundpath[from=rectangle ee]
  \anchor{eq in} {\pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{input}}
  \anchor{eq out}{\pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{output}}
  \anchor{lt in}{%
    \pgfpointlineattime{.2}{\southwest}
    {\southwest\pgf@xc\pgf@x\northeast\pgf@x\pgf@xc}}
  \anchor{gt in}{%
    \pgfpointlineattime{.8}{\southwest}
    {\southwest\pgf@xc\pgf@x\northeast\pgf@x\pgf@xc}}
  \anchor{gt out}{%
    \pgfpointlineattime{.3}{\northeast}
    {\southwest\pgf@yc\pgf@y\northeast\pgf@y\pgf@yc}}
  \anchor{lt out}{%
    \pgfpointlineattime{.7}{\northeast}
    {\southwest\pgf@yc\pgf@y\northeast\pgf@y\pgf@yc}}
  \anchor{a}{%
    \pgfpointlineattime{.4}
      {\southwest\pgf@xc\pgf@x\northeast\pgf@x\pgf@xc}{\northeast}}
  \anchor{b}{%
    \pgfpointlineattime{.6}
      {\southwest\pgf@xc\pgf@x\northeast\pgf@x\pgf@xc}{\northeast}}
  \beforebackgroundpath{%
    \begingroup
      \tikzset{my complicated box/labels/.try}\tikz@textfont
      \pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{eq in}
      \pgftext[at=\pgfqpoint{\pgf@x}{\pgf@y},left,%
                x=\pgfkeysvalueof{/pgf/inner xsep}]{$\mathrm{eq}_{\mathrm{in}}$}
      \pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{eq out}
      \pgftext[at=\pgfqpoint{\pgf@x}{\pgf@y},right,%
                x=-\pgfkeysvalueof{/pgf/inner xsep}]{$\mathrm{eq}_{\mathrm{out}}$}
      \pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{gt in}
      \pgftext[at=\pgfqpoint{\pgf@x}{\pgf@y},left,%
                x=\pgfkeysvalueof{/pgf/inner xsep}]{$\mathrm{gt}_{\mathrm{in}}$}
      \pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{gt out}
      \pgftext[at=\pgfqpoint{\pgf@x}{\pgf@y},right,%
                x=-\pgfkeysvalueof{/pgf/inner xsep}]{$\mathrm{gt}_{\mathrm{out}}$}
      \pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{lt in}
      \pgftext[at=\pgfqpoint{\pgf@x}{\pgf@y},left,%
                x=\pgfkeysvalueof{/pgf/inner xsep}]{$\mathrm{lt}_{\mathrm{in}}$}
      \pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{lt out}
      \pgftext[at=\pgfqpoint{\pgf@x}{\pgf@y},right,%
                x=-\pgfkeysvalueof{/pgf/inner xsep}]{$\mathrm{lt}_{\mathrm{out}}$}
      \pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{a}
      \pgftext[at=\pgfqpoint{\pgf@x}{\pgf@y},top,%
                y=-\pgfkeysvalueof{/pgf/inner ysep}]{a\vphantom{b}}
      \pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{b}
      \pgftext[at=\pgfqpoint{\pgf@x}{\pgf@y},top,%
                y=-\pgfkeysvalueof{/pgf/inner ysep}]{b}
    \endgroup}
}
\makeatother
\tikzset{my complicated box/labels/.style={font=\footnotesize, inner sep=.1667em}}
\tikzset{
  circuit declare symbol=my complicated symbol,
  set my complicated symbol graphic={
    draw, shape=my complicated box, circuit symbol size=width 10 height 8,
    transform shape,
    path picture={
      \expandafter\let\expandafter\tfn\csname tikz@fig@name\endcsname
      \pgftransformshift{\pgfpointanchor{\tfn}{center}}%
      \pgfsetxvec{\pgfpointdiff{\pgfpointanchor{\tfn}{center}}
                 {\pgfpointanchor{\tfn}{east}}}%
      \pgfsetyvec{\pgfpointdiff{\pgfpointanchor{\tfn}{center}}
                 {\pgfpointanchor{\tfn}{north}}}
      \tikzset{every circuit symbol/.append style={circuit symbol unit=.1cm, gray}}
      \path[thin, draw=gray]
        (\tfn.eq in) to[not gate=near end] (\tfn.eq out)
        (\tfn.lt out) to ++ (left:.2)
          node[anchor=output, logic gate inputs=nn, nand gate] (\tfn-nand) {}
        (\tfn-nand.input 2) to[-|-=.6] (\tfn.lt in)
        (\tfn-nand.input 1) to[-|] (\tfn.a)
        (\tfn.gt out) to ++ (left:.2)
          node[anchor=output, logic gate inputs=nn, nor gate] (\tfn-nor) {}
        (\tfn-nor.input 2) to[-|-=.6] (\tfn.gt in)
        (\tfn-nor.input 1) to[-|] (\tfn.b);
    }},
}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}[circuit logic US]
\draw (0,0) to[my complicated symbol] ++ (30:4);
\end{tikzpicture}
\end{document}

出力

ここに画像の説明を入力してください

Answer

ユースケースの複雑さと必要なシェイプの数に応じて、ここから始めましょう。

答えは次のようになります。

rectangle eeから定義を借用するシェイプ宣言circuits.ee(これは、とアンカーを持つ借用されたrectangleシェイプにすぎません)。.input.output

リンク先からも拝借サンプル図形の定義内のテキスト用です。アンカーはで設定されます(これは直線に沿ったキー、またはの表記内の要素に\pgfpointlineattime似ています)。poscalc($(<p1>)!<factor>!(<p2>)$)

長方形の境界に沿って複数の異なるアンカーを必要とする図形がさらに多い場合は、図形の宣言内でフェイキーとループを使用してシリアル化できます。これはテキストにも適用されます。
アンカーとテキストを含むシェイプができたので、これを使用できます。適切な回路シェイプを作成するには、でシンボルを宣言しcircuit declare symbol、で設定しますset <symbol name> graphic。

キーは、(内部の TeX ディメンション)に関連してとをcircuit symbol size設定します。これにより、他の回路シンボルに関連してスケーラブルになります。キーは、 'パスに沿って回転させるために必要です。minimum widthminimum heightcircuit symbol unittransform shapecircuitsto
提案されたコードpath pictureを使用する私のもう一つの答えノードとともに回転および拡大縮小するローカル座標系を設定するには、座標は(0, 0)ノードの中心にあります。バツベクトルはeast（＝output、ええ北アンカーへのベクトル。これは、ノードの水平方向の半分を(left:.2)使用するなどの座標指定に重要です。.2そして適用された回転。

内の回路シンボルにはpath pictureオプションが与えられgray（線も同様）、シンボルを適切なサイズに縮小します。適切なサイズを得るには、この値を調整する必要があるかもしれません。また、寸法とcircuit symbol unit=.1cmを使用して、これを前述のローカル座標系に依存させることもできます。\pgf@xx\pgf@yy

not gate明らかに、同じアンカーと接続レイアウトを持ちながらゲートが異なる複数のシンボルが必要な場合は、3 つの値キー（この場合は、nand gateおよび）に従ってシェイプ定義を柔軟にすることができますnor gate。

私はpaths.ortho図書館内部の接続用ですpath picture。当然ながら、これらの線を接続するには任意の方法を使用できます。

コード

\documentclass[tikz]{standalone}
\usetikzlibrary{circuits.ee,circuits.logic.US,paths.ortho}
\makeatletter
\pgfdeclareshape{my complicated box}{%
  \inheritsavedanchors[from=rectangle ee]
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{center}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{north}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{south}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{east}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{west}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{north east}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{north west}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{south east}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{south west}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{input}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{output}
  \inheritanchorborder[from=rectangle ee]
  \inheritbackgroundpath[from=rectangle ee]
  \anchor{eq in} {\pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{input}}
  \anchor{eq out}{\pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{output}}
  \anchor{lt in}{%
    \pgfpointlineattime{.2}{\southwest}
    {\southwest\pgf@xc\pgf@x\northeast\pgf@x\pgf@xc}}
  \anchor{gt in}{%
    \pgfpointlineattime{.8}{\southwest}
    {\southwest\pgf@xc\pgf@x\northeast\pgf@x\pgf@xc}}
  \anchor{gt out}{%
    \pgfpointlineattime{.3}{\northeast}
    {\southwest\pgf@yc\pgf@y\northeast\pgf@y\pgf@yc}}
  \anchor{lt out}{%
    \pgfpointlineattime{.7}{\northeast}
    {\southwest\pgf@yc\pgf@y\northeast\pgf@y\pgf@yc}}
  \anchor{a}{%
    \pgfpointlineattime{.4}
      {\southwest\pgf@xc\pgf@x\northeast\pgf@x\pgf@xc}{\northeast}}
  \anchor{b}{%
    \pgfpointlineattime{.6}
      {\southwest\pgf@xc\pgf@x\northeast\pgf@x\pgf@xc}{\northeast}}
  \beforebackgroundpath{%
    \begingroup
      \tikzset{my complicated box/labels/.try}\tikz@textfont
      \pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{eq in}
      \pgftext[at=\pgfqpoint{\pgf@x}{\pgf@y},left,%
                x=\pgfkeysvalueof{/pgf/inner xsep}]{$\mathrm{eq}_{\mathrm{in}}$}
      \pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{eq out}
      \pgftext[at=\pgfqpoint{\pgf@x}{\pgf@y},right,%
                x=-\pgfkeysvalueof{/pgf/inner xsep}]{$\mathrm{eq}_{\mathrm{out}}$}
      \pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{gt in}
      \pgftext[at=\pgfqpoint{\pgf@x}{\pgf@y},left,%
                x=\pgfkeysvalueof{/pgf/inner xsep}]{$\mathrm{gt}_{\mathrm{in}}$}
      \pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{gt out}
      \pgftext[at=\pgfqpoint{\pgf@x}{\pgf@y},right,%
                x=-\pgfkeysvalueof{/pgf/inner xsep}]{$\mathrm{gt}_{\mathrm{out}}$}
      \pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{lt in}
      \pgftext[at=\pgfqpoint{\pgf@x}{\pgf@y},left,%
                x=\pgfkeysvalueof{/pgf/inner xsep}]{$\mathrm{lt}_{\mathrm{in}}$}
      \pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{lt out}
      \pgftext[at=\pgfqpoint{\pgf@x}{\pgf@y},right,%
                x=-\pgfkeysvalueof{/pgf/inner xsep}]{$\mathrm{lt}_{\mathrm{out}}$}
      \pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{a}
      \pgftext[at=\pgfqpoint{\pgf@x}{\pgf@y},top,%
                y=-\pgfkeysvalueof{/pgf/inner ysep}]{a\vphantom{b}}
      \pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{b}
      \pgftext[at=\pgfqpoint{\pgf@x}{\pgf@y},top,%
                y=-\pgfkeysvalueof{/pgf/inner ysep}]{b}
    \endgroup}
}
\makeatother
\tikzset{my complicated box/labels/.style={font=\footnotesize, inner sep=.1667em}}
\tikzset{
  circuit declare symbol=my complicated symbol,
  set my complicated symbol graphic={
    draw, shape=my complicated box, circuit symbol size=width 10 height 8,
    transform shape,
    path picture={
      \expandafter\let\expandafter\tfn\csname tikz@fig@name\endcsname
      \pgftransformshift{\pgfpointanchor{\tfn}{center}}%
      \pgfsetxvec{\pgfpointdiff{\pgfpointanchor{\tfn}{center}}
                 {\pgfpointanchor{\tfn}{east}}}%
      \pgfsetyvec{\pgfpointdiff{\pgfpointanchor{\tfn}{center}}
                 {\pgfpointanchor{\tfn}{north}}}
      \tikzset{every circuit symbol/.append style={circuit symbol unit=.1cm, gray}}
      \path[thin, draw=gray]
        (\tfn.eq in) to[not gate=near end] (\tfn.eq out)
        (\tfn.lt out) to ++ (left:.2)
          node[anchor=output, logic gate inputs=nn, nand gate] (\tfn-nand) {}
        (\tfn-nand.input 2) to[-|-=.6] (\tfn.lt in)
        (\tfn-nand.input 1) to[-|] (\tfn.a)
        (\tfn.gt out) to ++ (left:.2)
          node[anchor=output, logic gate inputs=nn, nor gate] (\tfn-nor) {}
        (\tfn-nor.input 2) to[-|-=.6] (\tfn.gt in)
        (\tfn-nor.input 1) to[-|] (\tfn.b);
    }},
}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}[circuit logic US]
\draw (0,0) to[my complicated symbol] ++ (30:4);
\end{tikzpicture}
\end{document}

出力

ここに画像の説明を入力してください

Question 2

で解決できる可能性がある。位置決めにpics使用するのは難しい（pic-anchorsTiKZの写真を固定する) ですが、それらは相互のリンクを描くための参照ポイントとして機能します。

\documentclass[tikz,border=2mm]{standalone}

\usetikzlibrary{positioning,circuits.logic.US, fit}

\tikzset{
    mycircuit/.pic={
        \begin{scope}[circuit logic US]
        \node[gray, thick, draw, nor gate] (-gt) at (2,0.75) {};
        \node[gray, thick, draw, not gate] (-eq) at (2,0) {};
        \node[gray, thick, draw, nand gate] (-lt) at (2,-0.75) {};

        \draw[gray] (-gt.output)--++(3mm,0) 
             coordinate[label={[black]left:$\mathrm{gt}_\mathrm{out}$}] (-gtout);

        \draw[gray] (-eq.output)--(-eq.output-|-gtout) 
             coordinate[label={[black]left:$\mathrm{eq}_\mathrm{out}$}] (-eqout);

        \draw[gray] (-lt.output)--(-lt.output-|-gtout) 
             coordinate[label={[black]left:$\mathrm{lt}_\mathrm{out}$}] (-eqout);

        \draw[gray] (-gt.input 1)-|++(-3mm,.5cm) 
             coordinate[label={[black]below:$\mathrm{b}$}] (-b);

        \draw[gray] (-lt.input 1)-|([xshift=-6mm]-b.center) 
             coordinate[label={[black]below:$\mathrm{a}$}] (-a);

        \draw[gray] (-eq.input)--++(-2cm,0) 
             coordinate[label={[black]right:$\mathrm{eq}_\mathrm{in}$}] (-eqin);

        \draw[gray] (-gt.input 2)--++(-1.2cm,0) |- ([yshift=1cm]-eqin.center)  
             coordinate[label={[black]right:$\mathrm{gt}_\mathrm{in}$}] (-gtin);

        \draw[gray] (-lt.input 2)--++(-1.2cm,0) |- ([yshift=-1cm]-eqin.center)  
             coordinate[label={[black]right:$\mathrm{lt}_\mathrm{in}$}] (-ltin);

        \node[draw, fit={(-ltin) (-b) ([yshift=-.5cm]-lt.input 2) (-gtout)}, 
              inner sep=0pt] (-box) {};
        \end{scope}
    }}

\begin{document}
\begin{tikzpicture}

\pic (a) at (0,0) {mycircuit};

\pic (b) at (5,1) {mycircuit};

\draw (a-gtout) -- (b-gtin);
\draw ([yshift=2cm]a-a) coordinate (aux)--(a-a);
\draw ([yshift=-5mm]aux)-|(b-a);
\end{tikzpicture}
\end{document}

ここに画像の説明を入力してください

Answer

で解決できる可能性がある。位置決めにpics使用するのは難しい（pic-anchorsTiKZの写真を固定する) ですが、それらは相互のリンクを描くための参照ポイントとして機能します。

\documentclass[tikz,border=2mm]{standalone}

\usetikzlibrary{positioning,circuits.logic.US, fit}

\tikzset{
    mycircuit/.pic={
        \begin{scope}[circuit logic US]
        \node[gray, thick, draw, nor gate] (-gt) at (2,0.75) {};
        \node[gray, thick, draw, not gate] (-eq) at (2,0) {};
        \node[gray, thick, draw, nand gate] (-lt) at (2,-0.75) {};

        \draw[gray] (-gt.output)--++(3mm,0) 
             coordinate[label={[black]left:$\mathrm{gt}_\mathrm{out}$}] (-gtout);

        \draw[gray] (-eq.output)--(-eq.output-|-gtout) 
             coordinate[label={[black]left:$\mathrm{eq}_\mathrm{out}$}] (-eqout);

        \draw[gray] (-lt.output)--(-lt.output-|-gtout) 
             coordinate[label={[black]left:$\mathrm{lt}_\mathrm{out}$}] (-eqout);

        \draw[gray] (-gt.input 1)-|++(-3mm,.5cm) 
             coordinate[label={[black]below:$\mathrm{b}$}] (-b);

        \draw[gray] (-lt.input 1)-|([xshift=-6mm]-b.center) 
             coordinate[label={[black]below:$\mathrm{a}$}] (-a);

        \draw[gray] (-eq.input)--++(-2cm,0) 
             coordinate[label={[black]right:$\mathrm{eq}_\mathrm{in}$}] (-eqin);

        \draw[gray] (-gt.input 2)--++(-1.2cm,0) |- ([yshift=1cm]-eqin.center)  
             coordinate[label={[black]right:$\mathrm{gt}_\mathrm{in}$}] (-gtin);

        \draw[gray] (-lt.input 2)--++(-1.2cm,0) |- ([yshift=-1cm]-eqin.center)  
             coordinate[label={[black]right:$\mathrm{lt}_\mathrm{in}$}] (-ltin);

        \node[draw, fit={(-ltin) (-b) ([yshift=-.5cm]-lt.input 2) (-gtout)}, 
              inner sep=0pt] (-box) {};
        \end{scope}
    }}

\begin{document}
\begin{tikzpicture}

\pic (a) at (0,0) {mycircuit};

\pic (b) at (5,1) {mycircuit};

\draw (a-gtout) -- (b-gtin);
\draw ([yshift=2cm]a-a) coordinate (aux)--(a-a);
\draw ([yshift=-5mm]aux)-|(b-a);
\end{tikzpicture}
\end{document}

ここに画像の説明を入力してください

独自のホワイトボックスデジタル回路コンポーネントを定義する

答え1

コード

出力

答え2

関連情報