Logisim-evolution：数字逻辑电路设计与仿真

Logisim-evolution 是目前唯一仍在活跃维护的数字逻辑电路设计与仿真工具。它的前身 Logisim 由 Carl Burch 于 2001 年创建，但自 2011 年后原始项目停更。2014 年瑞士高校团队 fork 出 Logisim-evolution 并持续开发至今，因此现在所说的“Logisim”实质上就是指 Logisim-evolution¹⁾。

Logisim 由 Dr. Carl Burch（Hendrix College 计算机系副教授）在 2001 年左右创建。他本人将其描述为“一款用于设计和仿真逻辑电路的图形化工具”²⁾，发音为 LODJ-uh-sim（而非 LOG-ism）。

Carl Burch 在 2014 年暂停开发时坦言：“Working on Logisim is no longer compatible with my paid responsibilities.” 他同时指出 Logisim 架构存在难以克服的缺陷，为此启动了替代项目 Toves，但后者也在早期阶段终止。Burch 此后加入 Google 担任软件工程师³⁾。

Logisim 原始版本自 2011 年后再无更新，瑞士三所高校联合创建了 Logisim-evolution 并持续维护至今⁴⁾：

1. BFH（伯尔尼应用科学大学）
2. HEPIA（日内瓦景观、工程与建筑学院）
3. HEIG-VD（沃州工程与管理学院）

核心维护者包括 Theo Kluter（BFH，2,379 commits）、Marcin Orłowski（波兰，1,124 commits）等，社区中也有来自清华大学（Zhao Hanyuan）和北京工业大学（Liu Yuchen）的中国贡献者。

原始 Logisim（2.7.1）已有功能：

1. 图形化电路设计与仿真
2. 组合逻辑分析（最小项之和、最大项之积）
3. 卡诺图化简
4. 子电路（层次化设计）
5. 内置元件库：门电路、导线、复用器、算术运算、存储器、I/O
6. Poke 工具交互式仿真
7. 时钟信号仿真

Logisim-evolution 新增功能：

1. VHDL/Verilog 组件：可以用硬件描述语言定义元件行为
2. 时序图（Chronogram）：直观展示信号随时间变化的波形
3. FPGA 板集成：支持 BASYS3、TinyFPGA BX 等开发板，可直接将电路烧录到真实硬件
4. TTL 74xx 系列库：包含大量常用数字 IC 模型
5. TCL/TK 控制台：实现电路与用户的脚本化交互
6. 测试向量：支持时序电路的自动化测试
7. 自动保存：防止意外丢失工作
8. 自定义快捷键
9. 项目导入/导出为 ZIP

Logisim-evolution v4.1.0 起，平台专用安装包已内置 Java 运行环境，无需预先安装 JDK/JRE。

包管理器安装：

# Snap
snap install logisim-evolution
 
# Flatpak
flatpak install flathub com.github.reds.LogisimEvolution
 
# macOS (Homebrew)
brew install --cask logisim-evolution
 
# Windows (winget)
winget install logisim-evolution

所有安装包均可在 GitHub Releases 页面下载⁵⁾。

计算机组成原理教学：Logisim-evolution 最经典的用途是在计算机体系结构课程中设计 CPU。学生可以从零开始搭建 ALU、寄存器堆、控制单元，最终构建一个完整的 MIPS 或 RISC-V 处理器。Logisim-evolution 的 VHDL/Verilog 支持和 FPGA 集成，使这些设计可以进一步烧录到真实开发板上运行。

数字逻辑实验：从基本门电路到复杂的时序电路（计数器、状态机），Logisim-evolution 提供了比实物实验板更便捷的调试体验。卡诺图化简和组合逻辑分析功能帮助初学者理解布尔代数。

FPGA 原型验证：借助 FPGA 板集成，可以在软件中完成设计验证后直接部署到硬件，大幅缩短了数字系统的开发迭代周期。

Logisim-evolution 使用 ``.circ`` 格式保存电路文件，本质上是 XML 格式的文本文件，包含元件名称、放置坐标、连线信息等数据⁶⁾。这一格式使得版本控制（Git）和协作变得方便。

除了 Logisim-evolution，数字逻辑仿真领域还有以下工具：

1. Digital：由 Helmut Neemann 开发的现代数字逻辑仿真器，功能与 Logisim 类似，具有更现代化的架构⁷⁾
2. Logisim-iitd：IIT Delhi 分支，集成了浮点运算组件⁸⁾
3. Toves：Carl Burch 尝试的 Logisim 替代品，但已终止开发

Logisim-evolution 作为一款教学用数字逻辑仿真工具，继承了 Carl Burch 原始 Logisim 的简洁易用特点，同时大幅扩展了 HDL 支持、FPGA 集成等专业功能，使其既能满足本科教学需求，也能胜任数字系统原型验证工作。值得注意的是，现在市面上能下载到的“Logisim”实质上都已是 Logisim-evolution⁹⁾。