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アクチュエータ 歴史
産業革命以後、船舶が大型化され、人力での操舵が困難になり、油圧式の制御装置が導入され建設機械の普及にも油圧式アクチュエータが重要な役割を果たした。空気圧式アクチュエータは19世紀末より鉄道車両のブレーキやドア開閉装置などに利用される。射出成形機や産業用ロボットは当初は油圧式が主流だったが、1990年代以降パワーエレクトロニクスの発達により、電動式のパワー密度と信頼性が向上すると制御性、エネルギー効率の優れた電動式が市場占有率を高めたが、2010年代にボストン・ダイナミクスが多脚ロボットに精密油圧制御を導入したことにより、潮流が変わり、長所が再び注目され、ロボットへの油圧アクチュエータの導入が増えつつある。
アクチュエータ 種類
電磁石で得られる動力を利用するものをソレノイドアクチュエータと呼ぶ。航空機や産業用ロボットなどに見られる油圧により駆動されるものもある。また筋肉も化学エネルギーを利用したアクチュエータの一種と見たてることがある。形状記憶合金を使い、電流を入力することで発生するジュール熱による変形を利用したアクチュエータも実用に供されている。
エネルギー効率が高く、精密制御が可能。パワーエレクトロニクスの発達により、電気式のパワー密度と信頼性が向上したことで主流になった。
出力重量比が高く、堅牢で耐衝撃性に優れる。2010年代には精密制御が可能になり電気式の牙城を侵食しつつある。
単純でトルクがあるので単純な動作に使用される。以前は位置決め精度が電動式と比較して劣っていたが精密制御が可能になりつつある。
化学エネルギーを力学エネルギーに変換する。まだ実験段階で複数の方式が模索される。
磁性流体を用いたアクチュエータ。
電気粘性流体を用いたアクチュエータ。粘性を制御可能で減衰係数を変える事により建築物の制振機構や車両のセミアクティブサスペンション等の用途に適用できる。
アクチュエータ 応用
ロボットの関節を動作させるなどの利用が見られる。この中にはエネルギーを与えたときだけ縮み、エネルギーを絶つと外部の力に対して受動的になるアクチュエータも多く、関節を動作させる場合には、関節を曲げるアクチュエータと、伸ばすアクチュエータがセットになっていたり、或いは片側をばねの弾力で肩代わりさせるなどの設計様式も見られる。複雑な所では力の合成を利用して複数アクチュエータから得られる力を利用して、軸を支点として複雑な運動を行う場合もある。
こういった複雑な動作を要求されるアクチュエータは制御のために状態を検出するセンサと同時に組み込まれ、状態を監視する（センシング）。これによってアクチュエータに入力されるエネルギーを調節され、望みどおりの運動を行うが、建設機械のような単純なものでは操作者が各々の関節の状態を目視で確認・調節することからこういった状態把握のためのセンサ類は利用されない。
2000年代では制御用コンピュータの高性能化・小型化が進み、ロボットがより現実的な装置として開発されているが、その陰でアクチュエータもより効率よく動作するものが求められており、センシング技術も並行する形でセンサの小型化・高精度化や一定の情報処理機能を備える知能化が進んでおり、これらがロボット工学の全体的な発展を促している。
アナログ回路
アナログ回路（アナログかいろ）は、連続的に変化する電気信号を取り扱う電子回路である。これに対してデジタル回路は有限個の信号レベル（通常2つ）しか持たない信号を扱う。「アナログ」という言葉は、信号とその信号を実際に表している電圧や電流が比例関係にあることを意味している。「アナログ」の語源はギリシャ語の ανάλογος (analogos) で、「比例」を意味する。
アナログ回路 アナログ信号
アナログ信号は媒体のなんらかの属性を利用して信号の情報を伝達する。例えば、アネロイド型気圧計は針の角度で気圧の変化の情報を伝える。電気信号は電圧・電流・周波数などの変化で情報を表現する。なんらかの他の形式（音、光、温度、圧力、位置など）の情報をエネルギーを変換するトランスデューサー（例えばマイクロフォンなど）で電気信号に変換する。
信号は与えられた範囲の任意の値をとり、それぞれの信号値が異なる情報を表現している。信号の変化には常に意味があり、それぞれの信号レベルが対応する現象のそれぞれ異なるレベルを表している。例えば、1ボルトが1セルシウス度に対応し、温度を表している電気信号があるとする。その場合、10ボルトは10度に対応し、10.1ボルトは10.1度を表している。
アナログ回路 アナログ信号
アナログ信号を伝達する別の方法として変調がある。この場合、基本搬送信号の1つの属性を変化させる。振幅変調 (AM) では、情報に基づいて正弦電圧波形の振幅を変化させ、周波数変調 (FM) では周波数を変化させる。他にも搬送信号の位相を変化させる位相変調などが使われる。
アナログの録音では、音波の圧力の変化がマイクロフォンに当たり、そこを流れる電流または電圧がその変化に応じて変化する。音量が大きくなると、それに比例して電流または電圧の変化も大きくなり、音波と同じ波形を保つ。
アナログ信号は電気信号だけでなく、機械的システム、空圧/油圧システムなどを使って伝達することもある。
アナログ回路 普遍的ノイズ
アナログシステムには例外なくノイズが含まれている。ノイズとは無作為な変化または外乱であり、原子などの粒子の無作為な熱振動などが原因である。アナログ信号はその変動に意味があり、無作為な外乱がそこに追加されると元々の変動と区別できなくなるため、それがノイズとして現れる。信号のコピーを繰り返したり、長距離を伝送すると、そういった無作為な変化が大きくなって信号が劣化する。他のノイズ源として、外部の電気信号や設計が不十分な部品などがある。それらの外乱はシールドを施すことや同種の回路の信号から減産することで低減でき、低ノイズ増幅器 (LNA) を使うといった方法もある。
アナログ回路 アナログとディジタル
アナログ回路とデジタル回路では情報を符号化する方法が異なるため、結果としてその信号を処理する方法も異なる。アナログ信号について増幅回路やフィルタ回路などで行う操作は、デジタルの領域でも全く同じことが可能である。また、デジタル回路も物理的に見ればアナログ回路を飽和させるなど、数値に応じた閾値を決めている（例えば、負の飽和を0、正の飽和を1とアナログ値で表現している）に過ぎないため、アナログ回路であると言える。そのため、専らデジタル回路を扱う場合においても、最低限のアナログ回路の知識・技術は必要とされる。また、近年ではデジタル回路が誤動作を他に与えたり、他から受けたりすることが問題になっており、解決にはアナログ回路の知識・技術が必要になる。これについては、EMCを参照のこと。
歴史上先に発明され大量生産された電子機器はアナログだった。マイクロエレクトロニクスの活用でデジタル技法のコストが下がり、安価なデジタル回路が広く使われるようになった。信号処理の観点からは、アナログ量のまま処理を行うのは困難なため処理のデジタル化が進んでいる。しかし、現実世界との接点では必ずアナログ量の入出力が必要となるため、いかに与えられたアナログ量の情報を失わずにデジタル量に変換するか、あるいはいかにデジタル量の情報を失わずに目的のアナログ量に変換するかが、アナログ回路に対する要求である。
アナログ回路 アナログとディジタル
アナログ回路はデジタル回路と比較して次のような特徴がある。
以下では、アナログ回路とデジタル回路の主な違いについて解説する。
アナログ回路における情報の符号化方法により、信号の少しの変化が信号が表している情報の大きな変化を意味したり、情報が失われたりといったことがあるため、デジタル回路よりもノイズに影響されやすい。一般にデジタル信号は2つの値しかとらず、2つの値の差の約2分の1の大きさの外乱でなければ誤りを引き起こせない。デジタル回路では情報は量子化されており、信号が所定の範囲内にある限り、同じ情報を表現することができる。デジタル回路ではこの原理を応用して論理ゲートごとに信号を再生成してノイズを低減・除去している。
アナログ回路 アナログとディジタル
信号の正確さは様々な要因に影響され、特に元々の信号に含まれているノイズと処理中に追加されるノイズが大きな要因である。これについてはSN比を参照のこと。電子部品の基本的物理特性から生じるショット雑音などがアナログ信号の解像度を制限している。一方デジタル回路では信号を表す桁数を追加することで精度を増すことができる。実際にはアナログ-デジタル変換回路 (ADC) の性能によってその桁数が制限されるが、デジタル処理では一般に精度が低下することがない。ADCはアナログ信号を入力として、一連の2進数に変換する。ADCはデジタル温度計、デジタル照度計などのデジタル機器で使われており、さらにデジタル録音やデータ収集などにも使われる。一方デジタル-アナログ変換回路 (DAC) はデジタル信号をアナログ信号に変換する。DACは一連の2進数を入力として、それをアナログ信号に変換する。DACはオペアンプの利得制御システムによく見られ、デジタル増幅回路やデジタルフィルタ回路でよく使われている。
アナログ回路はノイズに弱く、デジタル回路に比べて設計が難しい。これはアナログ回路がデジタル回路で代替されるようになった主な理由の1つである。アナログ回路の設計はデジタル回路に比べて自動化がなされていない。しかしデジタル回路が実世界とやり取りするには、アナログのインタフェースが必要とされることがほとんどである。例えば、デジタルラジオの受信機にはデジタル回路の前にアナログの増幅回路が必ず存在する。
BTRON
BTRON（ビートロン、Business TRON）は、坂村健が提唱したTRONプロジェクトの、ビジネス局面を担当するサブプロジェクトの一つ。そこで策定されたオペレーティングシステム（OS）やキーボード、周辺機器のインタフェースの仕様など、おおむねパーソナルコンピュータ（パソコン）関連の内容を指す。
本来特定の製品ではなく、あくまでも仕様を指すが、実際には実装を指して「BTRON」と呼ぶことも多い。現在、BTRON3の実装として、パーソナルメディア(株)のB-right/Vがあり、それを含んだソフトウェア製品の『超漢字』が発売されている。
BTRON 仕様
BTRONは他のTRONと同様に仕様のみが策定されており、実装方法は規定していない。この節では仕様の説明に必要な範囲で実装についても言及しているが、詳細は実装の節を参照されたい。
古い順に示す。BTRONプロジェクトでは、まず松下電器産業とパーソナルメディアにより、後述するCECマシン等を想定した16ビットCPU286への実装である「BTRON286」が試作された。これの仕様が「BTRON/286」であり、パーソナルメディアの「1B」の仕様である「BTRON1」に引き継がれている。BTRON1の仕様書としては、OSのAPIを記した『BTRON1プログラミング標準ハンドブック』と、『BTRON1仕様ソフトウェア仕様書』がある。
BTRON2は、TRONチップへの実装を企画したもので、仕様書のみが作成、出版されている。富士通製のTRONチップ搭載評価機への実装が予定されており、「2B」という名前が出ている。特徴として、メモリやプロセス、スレッドのようなOSの管理する計算機資源全てを、BTRONの特徴である実身/仮身モデルで扱う、という点が挙げられる。
BTRON 仕様
SIGBTRONのTRONチップマシンMCUBEには、32ビット化し、マイクロカーネルにITRON仕様RTOS（「ItIs」をベースにモディファイしたもの）を使用した「3B」が実装された。3Bおよび、超漢字などに使われている「B-right」の仕様が「BTRON3」である（現在、マイクロカーネルはI-rightとなっている）。B-right/Vが準拠している仕様が、BTRON3仕様として公開されている。
普及版などといった位置付けとして想定された、BTRONサブセットである。構想当初のコンピュータハードウェアの性能では、理想のBTRONの実装が可能なコンピュータはワークステーションクラスとなるので、一般家庭向けのBTRONといった位置付けもある。
（専用機ワープロのような）アプリケーション固定の専用機としたサブセットで、「コミュニケーション専用機」をコンセプトとしている。具体的な用途として「自分とのコミュニケーション（創作活動）」「他人とのコミュニケーション（ネット通信）」「機械とのコミュニケーション」（例えばデジカメのような、周辺機器とのデータ交換）を挙げている。
BTRON 仕様
プログラムの追加ができない専用機に、機能を追加するキーとして、最後の周辺機器との連携を想定していた。この周辺機器を「電子文房具」と称した。この周辺機器との通信のため、リアルタイム性のある「μBTRONバス」（後述）の試作が行われている。なお、後に実現したBTRON搭載のPDAであるBrainPad TiPOに「電房具」の名を付けμBTRONとも呼んでいるが、専用機化のためのサブセット化はされておらず、μBTRONバスも実装していない。
BTRONの称を冠してはいないが、TRONキーボードはBTRONでの使用を想定したものである。
基本仕様はIEEE 802.5をベースに、モディファイしたものである。MIDIの代替としての利用が検討可能なリアルタイム性のあるLAN用バス仕様である。
その他本節の参考文献: Tanaka, K.; Shimizu, Y. ;  Tamai, K. ;  Tsunoda, S. ;  Kato, H. (1992). “Performance evaluation of the μ BTRON bus”. TRON Project Symposium, 1992. Proceedings., Ninth:  40-45. doi:10.1109/TRON.1992.313270.
BTRON 特徴
BTRONで扱うデータは、TAD（Tron Application Databus）という交換用の基本形式を定め、基本的なデータは任意のアプリケーション間で自由に交換できるものとし「Databus」を標榜した。文章（ワープロ的な修飾含む）と図形（ラスタ/ベクタの双方）については標準を定め、その他についても共通してチャンクの長さを示すヘッダを先頭に持つので、アプリケーションが対応していないデータを見つけてもそのままスキップできるよう考慮されている。データのチャンクを、BTRONの仕様書などではセグメントと呼んでいる。
また、TRONチップがビッグエンディアンであったため、TADもビッグエンディアンで設計されたが、BTRON286の実装にあたりリトルエンディアンに修正された準TADが定義され、現状広く使われている実装はTRONチップを使ったMCUBE上のものを含め全てそちらである。
BTRON 特徴
画像（ラスタ）データは、パレット方式と直接指定、パックドピクセルとプレーン、等、任意のハードウェアの方式に適応させるという方向性で定義されている。いずれもベタの非圧縮である。圧縮については白黒画像のMH（ファクシミリ#1次元符号化方式（MH））方式のみ定義されていた。動画が動いている実装があるが、公開されているTAD仕様内には時間軸に関する記述は一切存在していない。実際のアプリケーションでは、TADの方針にしたがって独自データをTADのセグメントとして保存するようなものもあるが、TADではなく直接レコードを読み書きしてしまうようなものもある。
BTRONでは、ファイル管理モデルとして、従来のディレクトリ（フォルダ）によるツリー構造をなすモデルではなく、実身/仮身モデルと呼ぶ任意の有向グラフ構造をなすネットワーク型のモデルを採用している。BTRON2ではさらに全ての計算機資源を実身/仮身モデルで管理している。ユーザに提供される機能としては、BTRON（実装が広く使われているBTRON1やBTRON3）の実身/仮身モデルは手軽なハイパーテキスト環境となっている。
BTRON 特徴
従来はファイルとフォルダとして、データを収める実体とそれを指し示すインデックスのまとまりとを区別していたわけであるが、BTRONではそのような区分けを廃した。実身/仮身モデルでは、データ本体全体を実身（じっしん、Real Object）とし、実身の中から別の実身を指し示すものを仮身（かしん、Virtual Object）としている。
実身はデータを保持するものという意味では、ファイルのようなものであるが、その内容として含む仮身によって別の実身を指し示す機能があるという意味ではフォルダのようなものでもある。
現在のほぼ全てのUnixでは、ディレクトリを指すようなエイリアスとなるハードリンクを作ることができないようになっているが、BTRONの実身/仮身のリンクは、そのようなリンクを含む任意のリンクを自由に作ることができるハードリンクのようなものである。Unixでは ".." で示される親へのリンクがひとつしかないということが問題となるが、BTRONではそもそもツリー状に管理することを放棄しているため問題とならない。
BTRON 特徴
リンクが削除されることで、実身が参照されなくなったことの確認はUnixのファイルシステムなどと同様に参照カウント方式でおこなわれているが、任意の構造が許されているために、参照カウント方式の弱点としてよく知られている通りループがあるとどこからもたどりつけないのにディスク容量を占領し続ける、という実身が発生し得る。現状では、ファイルシステムを一旦切り離すか、（システムディスクの場合は）システムを特別な状態で起動し、fsck同様のチェックと同時にいわゆるストップ・ザ・ワールド方式のガベージコレクションをおこなってそのような実身をチェックする機能が実装されている。
また、従前のたいていのファイルシステムと異なり、基本的には名前（「実身名」）をシステム側での識別には（IDとしては）使わないことになっているため、ユーザは自由に名前を付けることができる（現状では実装上の理由で長さの制限がある）。
現在BTRONの使用感覚を再現したソフトとしてWindows用のBTMemoがある。
BTRON 特徴
現存のBTRON3およびBTRON1の実装では、以上の機能をマルチレコード機能を持ったファイルシステム上に実現している。1ファイルが1実身に対応し、データ本体を含むレコードがあり、その他に、その実身が含む仮身が指す先の実身に対応するファイルを指す「リンクレコード」を持っている。このような設計であるため、TADによる実身データそのものは、基盤となるシステムにおけるリンクの表現方法の影響を受けない。
現在発生している問題点として、BTRON286以来引き継がれたファイルシステムの実装に由来する、ひとつのボリューム（ハードディスクのパーティションなど）に最大で64Ki個のファイルしか置くことができないため、実身の個数がそれに従って制限されているという点が指摘されている。現在発売されている超漢字Vにも同じ制限がある。
これは、ファイルIDが16ビットの固定長整数であるためで、現行のシステムとバイナリの互換性を保ったままこれを拡張することは困難とされている。従ってこの実身数制約を拡張するためには、再設計と実装が必要である。
BTRON 特徴
BTRON仕様OSは、リアルタイムOSであり、ビデオ、オーディオ等、実時間処理が必要なタスクを安定して処理できる。BTRON1の実装はモノリシックであったが、リアルタイム性のある実装となっており、ファクトリオートメーションでの採用例がある。BTRON3では、ITRONをマイクロカーネルとして利用しており、メモリのページアウト等に注意は必要だが、実時間処理が可能である。
Windowsではグラフィックカードのドライバがメーカーによりチューニングされているが、そういった描画等の加速化はされていないため、画面の書き換えは遅く感じることもある。起動時間は短いが、これはデーモンや対応デバイスの少なさのためであり、単純に比較することはできない。
BTRONに限らず、TRONプロジェクトでは、ヒューマンマシンインタフェースについても標準化を図り、『トロンヒューマンインタフェース標準ハンドブック』として出版している。BTRONのユーザインタフェースはこれに則り設計されている。
BTRON 特徴
BTRONでは、画面上にあるものは基本的に全て、マウスや電子ペン等のポインティングデバイスで操作することが可能となっている。コンピュータに詳しくないユーザーにでも簡単に扱えるように、ウィンドウのサイズ変更はもちろんのこと、選択範囲の文章や図形は、そのままドラッグ・アンド・ドロップ（TRONでは俗に「つかんでポイ」という）操作で移動ないし複写できる。
アプリケーションの起動は、文書などの実身を示す仮身を、ダブルクリックするなどして起動するのが基本である。Mac OSにおけるファイルタイプやクリエータといったメタ情報によるアプリケーションの選択や、Windowsにおける拡張子連動と同様の操作であるが、BTRONでは基本的にはこれ以外にアプリケーションの起動方法がない。
たとえば、新規の文章を書き起こす場合、他では、編集対象を指定しないで、まずアプリケーションを起動する。BTRONでは、アプリケーションと一緒に実身の雛形が登録されており、それを実身複製することで作業を始める。具体的には「原紙集め」という特別のウィンドウを開き、そこから、文章の編集であれば「原稿用紙」という仮身をドラッグして、任意のウィンドウ中にドロップする。（通常この操作は仮身の移動だが、「原紙集め」アプリの特殊性により）新しい文書となる実身が複製され、その実身を指す仮身が作られる。
他のOSで一般的な、まずアプリケーションを起動してから、新規文書を作成する・既存の文書を読み込む、といった操作は、BTRONでは不可能である。「書く前に新しい紙か既存の文書を用意」などの現実の行動と合っているのでわかりやすいという人もいれば、他のOSと違いわかりにくいという人もいる。操作の主体をまず選択し、それに対する操作を指示する、というスタイルは、Xerox Starないしよりオブジェクト指向であったSmalltalkシステムに類似している。
TRONではイネーブルウェアと呼んでいるが、プロジェクトの初期から、ユニバーサルデザインにも注力している。BTRON仕様OSでは、さまざまなハンディを持つ人でもよりパソコンを使いやすいようにメニュー項目や実身名の書体・サイズ、マウスポインタの大きさ、仮身サイズや表示方法、ウィンドウのスクロールバーの幅などが自由に変更できる様に定められている。使用感の統一化を図るため、例えば、マウスポインタのデザインは、特別な場合を除き変更しないこととされている。初めて使用するアプリケーションであっても混乱がないよう、メニューの並び順なども規格化されている。多言語の利用についても考慮されたデザインガイドラインも既定されている。市販のTRON仕様OSにおいても、上記の機能は実装されている。
BTRONは、（OS/omicronなどと同様に）16ビットで文字を表現することを前提に設計された。データ形式であるTADの文字コードはTRONコードであり、0xfe** のエスケープによって複数の16ビット面を切り替えるようになっており、任意に空間を広げることができる。現在の実装では内部コードとして32ビットを使用している。
BTRON 実装
古い順に示す。まず、松下電器産業とパーソナルメディアにより、後述するCECマシン等を想定した、16 ビットCPU286上への実装であるBTRON286が試作された。これの仕様がBTRON1（初期にはBTRON/286とも）である。これをベースとした実装に、松下通信工業「PanaCAL ET」の「ETマスター」、パーソナルメディアより販売された、Panacom Mシリーズに搭載した「1B/Note」等やPC/AT互換機用の「1B/V」シリーズの「1B」がある。パーソナルメディアが発売した「電房具1B/desktop-PH」仕様は、CPU Pentium 60/90 MHz、メイン・メモリ 8Mバイト、グラフィック・メモリ 1M/2Mバイト、HDD 270M/365M/540M/1Gバイト、FDD 3.5インチ1基、106キー日本語キーボード、PS/2マウス、シリアルx2、パラレルx1等で、最小構成モデル261,000円。
BTRON2は仕様書が作成され、富士通製TRONチップF32/300の搭載された評価機GENESYS上への実装が予定されていた。パーソナルメディアによる実装で、「2B」という名前が出ている。
BTRON 実装
SIGBTRONで製作されたTRONチップマシンMCUBEには32ビット化し、マイクロカーネルにITRON仕様OS（ItIs）を使用した「3B」が実装された。3Bをベースとした実装に、BrainPad TiPO（V810）などの「B-right」、PC/AT互換機（386）用の「B-right/V」などがある（現在、マイクロカーネルはI-right(/V)となっている）。B-right/Vが準拠している仕様が、BTRON3仕様として公開されている。B-right/Vを含む製品「超漢字」が一般販売されており入手が容易である。
BTRONとは謳われていないが、T-Kernel用ミドルウェアのT-Shellが、超漢字の外殻の一部と同様の機能を提供している。
BTRON 歴史
この節で、他に特記なき記述は、ウェブアーカイブで参照した、トロン協会ウェブサイトの「沿革」による。
最初期の記録としては、「マイクロコンピュータ応用国際コンファレンス'84」予稿集（1984）に収録された「TRONプロジェクト」中での "B-TRON" への言及、「アーキテクチャワークショップインジャパン'84」シンポジウム論文集に収録された「TRONトータルアーキテクチャ」中でのBTRONへの言及、『情報処理』Vol.26 No.11 (1985/Nov、創立25周年記念特集号)「BTRONにおける統一的操作モデルの提案」がある。
1986年、TRONプロジェクトのサブプロジェクトとしてBTRONプロジェクトが本格的に始動し、BTRON技術委員会をトロン協会に設置した。初期の構想はIEEE MicroのTRON特集号 (Vol. 7, No. 2 (1987/Apr)) の記事にまとめられており、同号を翻訳収録した『TRON概論』で読むことができる。
1988年6月発行の『TRON概論』には、数枚のスクリーンショットと、「インプリメント事例」として松下電器産業(株)による「BTRON286」の報告が収録されている。
BTRON 歴史
1988年12月にトロン協会が「BTRON/286」の仕様概要を公開し、翌1989年3月、松下電器が、次節で述べる教育用を企図した「教育用パソコン仕様標準構想」とした実用レベル機を完成させた。
1986年4月に臨教審が出した「教育改革に関する第二次答申」にもとづき、同年7月、文部省と通産省共管の、財団法人コンピュータ教育開発センター（CEC）が設立された。CECは、当時の学校教育、特に義務教育へのコンピュータ導入に向け、1987年4月に教育ソフトライブラリを設立、同7月にシンポジウム開催といった活動をしていた。同8月、CECは「CECコンセプトモデル'87」と銘打って教育用パソコンの試作を募集、これに応じて集まった試作機を翌1988年7月に公開展示するなど、教育用のパソコンの方向を示す意欲を見せていた。
1989年3月、CECが学校に導入するパソコンにはTRONをという決定をくだした。これにより(B)TRON普及の足がかりとなるかと思われたが、これが次節に述べる通商問題でクレームの対象となってしまった。
この際に示された「教育用パソコン」のキーボードおよびキー配列は、TRONキーボードではなく、新JIS配列をベースとしたものであった。
なお、教育用として、あえて市場シェアが大きくはない製品を採用する、というのは他例のない話ではなく、英国のエイコーン・コンピュータのような例がある。
BTRON 歴史
1989年、アメリカ合衆国通商代表部の報告書において、日本における貿易障壁（非関税障壁）としてTRONが挙げられる、という事件が起きた。
詳細は次の通りである。1989年4月12日にUSTRが発行した報告書 "1989 National Trade Estimate Report on Foreign Trade Barriers"（「外国貿易障壁報告書」（ISSN 0898-3887）1989年版）内の、日本の貿易障壁についての報告中、セクション7 "7. OTHER BARRIERS" において、「半導体」「光ファイバー」「航空宇宙」「自動車部品」「流通システム」「商慣行（Marketing Practice Restrictions）」「大店法」のようにサブセクションを設けて列挙されたうちのひとつがTRONであった。他が基本的に分野を挙げているのに比べて、特定のシステムの名指しは異様である。
報告では、いくつかの米国企業もトロン協会のメンバーではあるが、TRONベースのPCや通信機器を売る位置を占めている米国企業は無いこと、日本政府がTRONを支持していることにより日本のメーカーが有利になりうる、特に教育分野（前述のCECに言及）と通信分野（NTTのCTRON採用に言及）で既にそれは起きている、と指摘している。
BTRON 歴史
さらに、教育分野ではTRONにより、米国のOS（具体的にMS-DOS、OS/2、UNIXを例示している）が巨大な新しい市場から排除されつつあるとし、長期的にはTRONは日本のエレクトロニクス分野の全市場に影響し得る、と分析している。報告の最後のパラグラフでは、既に1988年9月9日（以降）、米国から日本にこれらの件に関心を持っていることを伝えており、1989年3月にはNTTの件について詳しい要求仕様を示すよう交渉が行われ、日本政府を通してTRONについてさらなる情報を調査中であると締めくくっている。
トロン協会は5月にUSTR代表あてに文書で抗議し、TRONは外された。しかし同年6月、マスコミは「教育用パソコンにBTRON採用断念」と報道した。たとえば『日経コンピュータ』は「BTRONベースの教育用パソコン　標準化は事実上不可能に」と報じている。紆余曲折はあったものの、結局、CECの提唱したBTRONの導入は実施されず、学校教育に導入されたのは、PC-9801をはじめとするMS-DOSマシンであった。これを契機に、TRONプロジェクト、特にBTRONプロジェクトは失速期に入り、「失敗」などとレッテル貼りをする者などもあらわれるようになる。
BTRON 歴史
この騒動の背景として、1990年代当時は、パソコン市場シェアの過半数を占めており、CECの選定において1988年当時、松下を筆頭とする他社全者連合（IBMをも含んでいた）を敵に回して反対していた日本電気や、MS-DOSを擁するマイクロソフトの名が囁かれていた。また、かねてからの日米貿易摩擦に加えての80年代の日米ハイテク摩擦、ジャパンバッシング、日本株式会社論、IBM産業スパイ事件、CACMの83年9月号の表紙イラストに代表される日本脅威論などが記憶に新しい時代であり、TRON自身もIEEE MicroがTRON特集を組んだり（87年4月など）米国で目立ったであろう要素もあった。
CECの選定取り消しについては、大下英治『孫正義 起業の若き獅子』によれば、かねてより自社の事業であるソフト流通業が儲かるような業界態勢作りに腐心していた孫正義により、TRONによって日本の産業がグローバルスタンダードから外れ世界に取り残されると煽って盛田昭夫から紹介された棚橋祐治（当時通産省機械情報産業局長）、林良造（当時同局情報処理振興課長）らと「TRON壊滅へのレールが敷かれはじめ」ていたところだったが、この機会にスーパー301条を楯にプロジェクトを潰してしまえ、という孫によるアドバイスにより、通産省は学校へのTRON導入を中止したという。同書の見出しには「TRON蔓延を水際で阻止」とある。
BTRON 歴史
この件に関して、TRONプロジェクト側では異例の意見表示があった。パーソナルメディア社が編集・刊行しているTRONWARE誌の60号（1999年12月発行）p. 71において、編集部の署名で「TRONプロジェクトを阻んだ人」と題した記事で、前述の伝記を、（TRONを妨害した）「成果を誇る」本を出した人がいる、と紹介した。同記事では、孫がMSXに反対したこと、Unixを一旦は支持したようだったことなどを紹介し、また伝記中で紹介されている、孫、西、坂村が一堂に会したカンファレンスについて、坂村による、それはUnixの技術者のカンファレンスだったはずで自分も西も技術の話をしたが孫氏は商売の話をして場違いな感じだったと記憶している、といった証言を載せたりもしているが、全体としては、独自技術の芽を潰すことが正しいことか？　とまとめている。
なお、1988年12月に、ソフトバンク（当時は(株)日本ソフトバンク）出版部（現ソフトバンククリエイティブ）より、『コミック版 トロン革命』（ ISBN 4-89052-037-6 ）という書籍が出版されている。
1993年から中学校技術科の選択内容に「情報」が入る準備として、1990年度から文部省による「教育用コンピュータ補助事業」が始まった。
前節までに述べたような経緯があったが、これに合わせBTRONマシンとして松下通信工業から、BTRON286をベースとしたOS「ETマスター」を搭載した教育用パソコン「PanaCAL ET」が発売された。ハードウェアはPanacom Mをベースとし、教育用向けのために24ドットフォントROM等を強化したものだった。
しかし、この時に学校に導入された機種は、その多くが、先取的な教師により既に多数作られていたBASICのプログラムやワープロソフトのデータを継承できるという理由からか、PC-9800シリーズだった。
デジタル回路
デジタル回路（デジタルかいろ、英: digital circuit - ディジタル回路）は、アナログ回路に対比してデジタル表現された電気信号の論理演算、相互変換、蓄積及び伝達などを行う、離散的な電位範囲などを情報の表現に用いる電子回路で、論理回路の実現法のひとつである。信号レベルが公差、減衰、ノイズなどで若干変動したとしても、しきい値の範囲内ならば無視され、いずれかの状態として扱われる。許される範囲に間隔が設定されていて、「いずれの状態でもない」という異常として検出されるといった場合もある。
デジタル回路
まず2状態を前提として説明する。2000年代の多くの機器では、0Vに近い電圧と、5Vや3V、1.2Vといった電圧を、2種類の状態に対応させている。これらはそれぞれ「Low」「High」、「L」「H」などと表現される。Lowを0や偽、Highを1や真に対応させる正論理と、逆に対応させる負論理は、相互接続などではどちらかに決めないといけないが、内部的には適宜使い分ける（回路的にはANDやORよりもNANDやNORのほうが作りやすいといったこともあり、適宜使い分けないと非常に効率が悪い）。かつては15V程度までは使われることもあった。以上は集積回路ベースの現在広く使われている回路の場合で、いわゆるディスクリート部品の時代や、真空管による回路の時代にはもっと高い電圧が使われていた。また、2010年代に増えてきたMLCのフラッシュメモリなどのように、多値論理に相当する、2よりも多くの状態を利用している素子や機器といったものもそれなりにある。
デジタル回路 概要
正確に連続な値の変化を再現する必要がなく、いくつかの既知の状態だけを扱えばよいので、アナログ回路よりも扱いが容易なことも多い。一方、電流の合計などとして加算を扱うことができる、といったように、アナログ的なほうが扱いが簡単な場合もある。デジタル回路は、その機能に応じて様々な回路が考案されている。以下の代表的なデジタル回路については、それぞれの項目に詳細な説明があり汎用ロジックICにこれらの製品に関する説明がある。
デジタル回路 利点
アナログ回路と比較したときのデジタル回路の利点は、伝送された信号がノイズによって劣化しても、あらかじめ見込んだ許容範囲内ならば、ディジタル的に表現された情報は劣化することなく伝送できるという点である。例えば、連続な音響信号も1と0の並びとして伝送すれば、ノイズが1と0を区別できなくするほど大きくない限り、誤りなしで元の音響信号を再現することができる。アナログ記憶されているLPレコードが直径12インチ (30cm) で収録時間30分に対し、直径12cmのコンパクトディスクには約1時間分の音楽を録音でき、その記録は約60億個の1と0で構成されている。
デジタルシステムでは、より正確に信号を表そうとするとより多くのビット数を必要とする。すると信号を処理するのにより多くのデジタル回路が必要となるが、個々のビットの処理に必要なハードウェアは同種のものである。アナログシステムで分解能を上げようとすれば、回路の線形性やノイズ特性といった根本的な改善が必要となる。
デジタル回路 利点
コンピュータ制御のデジタルシステムはソフトウェアで制御され、ハードウェアを改造しなくとも機能を追加できる。この場合の機能追加は工場の外で行われ、製品のソフトウェアをアップデートすることで行われる。製品設計に問題があったとしても、顧客が自分の手で後から修正することも可能となる。
情報の格納はアナログよりもデジタル回路の方が容易である。デジタルシステムのノイズ耐性により、格納して取り出す際にもデータが劣化しない。アナログシステムでは、経年劣化や磨耗によってノイズが蓄積し、格納されている情報が劣化する。デジタルシステムでは、そのようなノイズが一定のレベル未満であれば、情報を完璧に復元できる。
デジタル回路 欠点
場合によっては同じことをするアナログ回路よりもエネルギーを多く消費することがあり、結果として発熱も多くなる。携帯型のバッテリー駆動のシステムでは、このことがデジタルシステム利用の制約になることがある。
例えば、携帯電話は基地局との無線通信のフロントエンド部（増幅や同調）に低消費電力のアナログ回路を使うことが多い。一方、基地局は通常の電力網から電力供給されるので、電力消費が大きいが非常に柔軟なソフトウェア無線を利用できる。その場合、無線の規格変更にもプログラムの変更で柔軟に対応可能である。
デジタルシステムの多くは連続なアナログ信号を離散的なデジタル信号に変換する必要がある。このとき量子化誤差を生じる。量子化誤差を低減するには、必要な忠実度にあわせて信号を表すデジタルデータの量を増やせばよい。標本化定理は、アナログ信号を正確に表すのに必要なデジタルデータの量について重要な指針を与える。
システムによっては、デジタルデータのごく一部が失われたり壊れたりしただけで関連する大きなデータブロックの意味が完全に変わってしまう。例えばアナログのテレビは信号（電波）が弱くなると徐々にノイズが多くなるが、デジタルテレビではノイズがあるしきい値を越えると突然映像の再現が全くできなくなる。
デジタル回路 欠点
デジタルの脆さはシステムの頑健性を高める設計によって改善できる。例えば、パリティビットや誤り検出訂正といった手法を信号経路に挿入する。それらは誤りを検出して、さらにその誤りを訂正できるものであり、あるいは少なくともデータの新たなコピーの再送を要求できる。状態機械では、未使用状態を捉えるとリセットシーケンスのトリガーとしたり、誤り訂正処理を開始したりするよう状態遷移ロジックを設計できる。
デジタルのメモリシステムや通信システムは、誤り検出訂正の技法として追加のデータを使って訂正するという方法を採用することができる。

一方で、1ビットの誤りにも無防備なデジタルシステムもある。これは、より下のレイヤで誤りを検出して訂正するか、訂正不能な場合は破棄・再送するなどしていて、誤りが入り込まないことを前提にできる場合である。たとえば、FTPには通常、誤り訂正などは無いが、それはTCPにチェックサムによるチェックがあるためであり、さらに良く使われているイーサネットでCRCによるチェックが入るため、誤りはまず無いとして良いからである。
デジタル回路 電圧レベル
デジタル回路では2つの電圧レベルを、二進数または論理レベルの「0」と「1」を表すために使う。正論理（アクティブ・ハイ）では、Lowは二進数「0」、Highは二進数「1」を表し、負論理（アクティブ・ロー）では逆の意味に使われる。たとえば、0から1.5ボルトは論理0、3.5から5ボルトは論理1というようになる。1.5から3.5ボルトの間はスレッショルド・レベルと呼ばれる論理遷移時以外では禁止された電圧領域であり、HighとLowの入力の区別がつかないために動作の保証が得られなくなる。論理遷移の期間というのは、通常は過渡的な現象であり、ほとんどの回路は純粋な抵抗回路ではないので電圧レベルがすぐに変化しないことによって起こる。このような異常状態を検知できる論理回路もあるが、多くの場合、後段の回路では前段の回路での遷移によって出力を変化させる前に前段の遷移が終了しHigh又はLowに安定するが、前段の回路での遷移に時間が掛かれば、後段回路では入力をHigh又はLowのいずれかとして解釈する。
CMOSによるデジタル回路の場合、その内部構造の都合上、この異常状態にある間は回路が大量の電力を消費してしまう。このため、異常状態を長く継続させてしまうと発熱により素子が破壊されるため、異常状態の継続を避ける回路上の工夫が必要となる。
デジタル回路 電圧レベル
一方、波形の立ち上がりと立ち下がりで論理遷移の値を意図的に異なる値とすること（ヒステリシス、履歴現象）で異常状態を回避する方法があり、シュミットトリガと呼ばれる。抵抗器の接続により容易に実現可能であるほか、専用の汎用ロジックICもある。
VddとVccは電源電圧を意味する。TTLの電源電圧の許容範囲は4.75-5.25Vである。
電源電圧が同じCMOSとTTLが同一回路上に混在している場合、CMOSの出力をTTLに入力することは問題ないが、その逆はTTLのHレベル出力電圧の下限がCMOSのHレベル入力電圧の下限を満たさないため、誤動作する可能性がある。このようなときは、TTLの出力をプルアップするなどの処理が必要となる。
初期のデジタル回路では、シリコン基板上へのトランジスタの形成の制限によりPMOS、又はNMOSにより回路内部を構成していた。この場合、入力がLowの時にはあまり電力を消費しないが入力がHighの時には大きく電力を消費する、又はその逆の特性を持つため、この都合に合わせてアクティブ・ハイで論理回路を設計するか、アクティブ・ローで論理回路を設計するかが消費電力削減には重要な意味を持っていた。
デジタル回路 プルアップ・プルダウン
上で述べたように、デジタル回路の電圧レベルは、原則として「High」または「Low」の論理レベルに合致した電圧が印加されていなければならない。「High」と「Low」の中間の電圧の状態になると、内部状態が不安定になり誤動作を起こしたり、消費電力が著しく増加したりする。また、「Low」よりも低い電圧や「High」よりも高い電圧が印加されると、設計外の電流の流れが発生して回路の破壊などが起こりえる。
一般に、デジタル回路の入力端子は内部インピーダンスが高い（電源回路との絶縁性が高い）。そのため、入力端子がどこにも接続されないような状態にあると、近辺の静電気や電磁誘導による電流の侵入によって予期せぬ電圧が印加される場合がある（電圧は電流とインピーダンスを掛け合わせた値で、微弱な電流でも高い電圧としてあらわれる）。このように、入力端子がどこにも接続されていない状態は「浮いている」と表現されることが多く、内部の回路に障害（影響）を受けないよう対策をとらなければならない。
デジタル回路 プルアップ・プルダウン
対策としては、電源電圧または接地電圧と、入力端子との間に、数kΩから数百kΩという比較的高い値の抵抗器を挿入する。電源（電源電圧）側に抵抗器を挿入することをプルアップと呼び、しばしば「電源に吊りあげる」などと表現することもある。また、接地（接地電圧、グランド）側に抵抗器を挿入することをプルダウンと呼び、しばしば「グランドに落とす」などと表現される。
プルアップまたはプルダウンされた入力端子は、出力端子が何も接続されていない状態でも、抵抗器（「プルアップ抵抗」、「プルダウン抵抗」という）の効果により、大きな電磁誘導等が起こらない限り電源電圧（High）または接地電圧（Low）のデジタル回路としての電圧が常に保たれる。なお、他のデジタル回路から出力信号を受ける場合、その出力中の回路は内部インピーダンスが極めて低くなるため、プルアップやプルダウンに使われる抵抗値は、回路全体としてはほとんど無視できる状態になる。
プルアップ抵抗の値は、大きすぎると絶縁とあまり変わらない状態になり、電磁誘導などに弱くなってしまう。しかし、小さすぎるとそこに接続される出力素子に大きな電流を流す要因となり、回路の消費電力の増大や最悪の場合出力素子の破損につながることになる。
デジタル回路 プルアップ・プルダウン
入力端子につながる信号線が、通信線などのように比較的長い距離を持つものである場合、その線で電磁誘導が起こって電源電圧や接地電圧の範囲外の異常電圧が加わる可能性が高くなる。こういった場合には、プルアップ抵抗に並列にダイオードを挿入し、異常電圧による電流が電源線のほうに逃げてデジタル回路素子内に流れ込まないように工夫をする。この用途のダイオードは「クランプダイオード」と呼ばれる。デジタル入力の保護目的以外でも、電圧値域を制限する目的のダイオードはクランプダイオードと呼ばれる。
デジタル回路 プルアップ・プルダウン
複数の回路数を持つ汎用的な集積回路を使った設計を行うとき、ひとつの集積回路の中に入っている全ての回路を使わずに、一部の回路だけを使うということがよく行われる。この時、使用しない回路の入力端子はその状態が High だろうが Low だろうが動作に全く関係がないため、ともすればどこにも接続されずに放置されてしまうことがある。しかし、入力端子の電位が設計範囲外になったりしきい値付近になると設計外の電流の流れが生じ、周辺の回路を巻き込んで破壊されてしまうことがある。特にTTLでは入力端子が解放されていても破壊の危険性が比較的低かったため、配線省略などを意図して未使用入力端子の処理をしないことも多かった。しかし、CMOSの場合は中間電圧が加わった時に大電流が流れるなど回路破壊の可能性が高く、入力端子の処理を怠ると危険である。また、TTLであっても未使用入力端子を放置すればゲート回路はノイズを入力源としたアンプとして働き、電力をムダに消費しながら周囲の信号の変化に応じて電源とグランドの電位を揺らすため避けなければならない。これらの処理を正しく行っていない回路は、一応は動作するためミスに気付き辛く、量産をしたり長期運用をしたときに故障率が異常に高いことによって発見されるということもある。実際の回路設計では、TTLであるかCMOSであるかを区別せず、未使用回路の入力端子は必ず処理されなければならない。
近年の組み込み用CPUなどの集積回路の場合、外部に付けなければいけない部品点数を削減するために、このプルアップ抵抗を集積回路の中に内蔵しているというものが多くなってきている。また、製品によっては、このプルアップ抵抗を使うか使わないかをソフトウェアで選択できるようになっているものもある。
デジタル回路 ファン・アウト
デジタル回路では、ひとつの出力端子に複数の後段回路の入力がつながることはごく普通に行われる。出力端子につながれた入力端子の数のことを、出力端子を扇の要に見立てて、ファン・アウトと呼ぶ。
デジタル回路では電圧値により情報を素子から素子に伝達するが、この際電気回路であるから当然電流の流れが伴う。具体的には、出力側のレベルをLにする為には、出力端子が後ろの回路から電流を吸い込む動作をし、出力側のレベルをHにする為には、出力端子が後ろの回路に電流を吐き出す動作をする。
TTLのように、入力端子に流れ込んだり、入力端子から流れ出したりする電流が比較的大きな素子で回路を組む場合、前段の出力側素子の電流駆動能力によって、ファン・アウトの数が制限されてくる。
TTLの場合、標準タイプ・LSタイプ・ALSタイプなど様々なタイプのシリーズがあるが、そのシリーズ内の規格により出力端子の駆動能力と、入力端子が吸い込む（または吐き出す）電流の最大値が規格化されているため、同じシリーズのIC同士であれば、ファンアウトの制限値は同じになる。
デジタル回路 ファン・アウト
ただし、多数の入力に信号を分配する目的のために、同じ論理回路でもファン・アウト値を大きくした回路素子が用意されている。そういう回路素子は論理的には何もしない、または反転するだけの単純なものである事が多く、バッファ、バスバッファ、ドライバなどと呼ばれる。
違ったタイプのシリーズを組み合わせて使う場合には、それぞれのデータシートを調べて、接続出来る個数を確認する必要がある。
CMOS型ロジックの場合は、入力端子は内部インピーダンスが高くつくられている（電源線や接地線に対する抵抗値が高い）ため、定常状態での電流値は微々たるものであるが、たくさんの入力端子を接続すると、それぞれの端子と配線部分の静電容量が並列接続されることにより、出力側から見た容量性負荷が増大する。このため、出力側素子の駆動能力が足りないと、HからL、LからHの状態遷移に時間が掛かることになり、これが回路動作上の制約となるため、やはり後段につなげられる入力端子の個数は制限される。
デジタル回路 ハイ・インピーダンス
1つの信号線に対して、信号を出力する素子を複数接続しているバス構造を用いる場合、信号を出力しようとしている素子とその信号を受信しようとしている素子のみがバスを通じて電気的に接合されていなければならない。回路の制御を誤って、不必要な複数の出力回路が同時に接続されてしまうと、回路間に電流が回り込んでしまい素子の破壊につながる。
この破壊を避けるためには、信号を出力する素子以外の出力回路については、全て電気的に絶縁しなければいけない。このように、出力している信号線以外を電気的に切り離した状態をハイ・インピーダンスと呼び、HighでもLowもない第三の状態として扱う。ハイ・インピーダンス状態は記号では「Z」で示される事が多い。
しかし、入力端子につながっている全ての出力端子がハイ・インピーダンス状態になった場合、入力端子には電気的に何も接続されていないのと同じになり（「浮いている」状態）、今度は、先に述べたような電磁誘導等による誤動作や素子破壊を伴うような状態におかれてしまう。このため、対策として、ハイ・インピーダンス状態を伴う信号線にはプルアップまたはプルダウンをするのが常套手段となっている。
デジタル回路 ハイ・インピーダンス
ハイ・インピーダンス出力と似たものとして、オープンコレクタ出力がある。これは、出力が論理1の時にはLの電圧を出力するが、論理0の時にはHの電圧を出すのではなくハイ・インピーダンス状態になるという出力素子である。（負論理の出力になっている）
論理0の時にハイ・インピーダンスになるので、複数のオープンコレクタ出力の出力信号を単純に接続してしまった上でプルアップしておけば、出力のどれかが論理1になった時にLになる（全ての出力が論理0の時にはHになる）という回路になり、これは（負論理の）論理和を演算していることになる。このように、論理和用のデジタル回路素子を使うこと無く論理和を実現する回路のことを「ワイアードオア」と呼ぶ。
なお、オープンコレクタ出力の端子は、一般の出力端子よりも多く電流を流すことができるという特性も持つため、アナログ回路による電流増幅器を介すること無く、直接LEDを点灯させるなどの周辺装置の駆動ができる。
デジタル回路 スリーステート・バッファ
出力をハイ・インピーダンスにできる出力回路はスリーステート（三状態の意味）と呼ばれる。また、入力信号をそのまま出力する、信号を出力しない、ハイ・インピーダンスにするかの三状態に切り替えることができる回路は「スリーステート・バッファ」と呼ばれる。回路記号では、バッファを示す三角の印の側面にハイ・インピーダンスにするか否かの入力信号線が入る図形で示される。トライステートとも呼ばれるが、ナショナル セミコンダクターの商品名で、米国では"TRI-STATE"は商標登録されている（登録番号0941335・2138646）。なお、日本で「トライステート」「TRISTATE」は他者が登録している（登録番号 第2671297号）。
出力をハイ・インピーダンスにしないことを指示する入力信号線は、ゲートの意味で「G」と表記されたり、イネーブルの意味で「E」または「EN」と表記されることが多い。また、データバスなどのバス構造を持つ部分に使われる場合には、アウトプット・イネーブルの略で「OE」という記号が使われたり、チップ・セレクトの略で「CS」という記号が使われることも多い。
デジタル回路 スリーステート・バッファ
スリーステート・バッファを2つ組み合わせて、データ通信の方向を切り替えることができるようにした回路もよく使われている。この回路は「双方向バッファ」と呼ばれ、入力GがLの時にはYからXの方向にデータが伝わり、入力GがHの時にはXからYの方向にデータが伝わる。
スリーステート・バッファや双方向バッファは、いくつもの回路ブロックが信号線を共用するデータバスやアドレスバスなどに多用される。このため、データバスなどのビット数の単位となりやすい8個のスリーステート・バッファを一つにまとめたICが製造されており、よく利用されている。
また、同じくスリーステート・バッファを複数組み合わせ、ワイアードオアの原理を利用して複数の入力信号の一つだけを出力に伝えるという回路を構成することもできる。これは「データセレクタ」と呼ばれる。データセレクタは、一般の論理素子だけを用いて構成することもできる () が、スリーステートを利用することによりはるかに簡単な内部回路で実現できる。本例は2入力のデータセレクタであるが、4入力、8入力などのデータセレクタもこの回路の応用で簡単に作れる。
デジタル回路 デジタル回路でのアナログ問題
デジタル回路はアナログ回路と同様に一般的な電子部品で構成されており、物理的な現象に支配される。設計に当たってはそれら部品のアナログ的性質に影響されずに必要なデジタルな動作をさせるようにしなければならない。デジタルシステムはノイズやタイミングのマージン、寄生インダクタンスや寄生キャパシタンスを管理し、電源との接続をフィルタリングしなければならない。
設計に不備があると「グリッチ」と呼ばれる極めて細いパルスが発生し、ごく一部のロジックだけがそれに反応する。また、「ラントパルス」というしきい値に到達しないパルスが発生したり、ロジックの状態が予期しない組み合わせになったりする。
さらにクロックで駆動されるデジタルシステムをアナログシステムや異なるクロック周波数のデジタルシステムと接続する場合、入力の変化がデジタル入力ラッチの設定時間に違反することもある。このような状況は自然に解決するがそれまでにかかる時間は不定であり、その間に無効な信号がデジタルシステム内を伝播することになる。
デジタル回路 デジタル回路でのアナログ問題
デジタル回路はアナログ電子部品で出来ているため、同等の体積と電力を使ったとき、低精度のアナログ回路よりも処理速度が遅くなる。しかしデジタル回路はノイズへの耐性が高いため、繰り返し計算することができる。一方、高精度の計算（例えば14ビット以上の精度が必要な場合）では、アナログ回路はデジタル回路よりも大規模になり、電力も多く消費する。
デジタル回路 構築
デジタル回路は論理ゲートと呼ばれる小さな電子回路から構成されることが多く、それによって組合わせ論理を形成する。個々の論理ゲートはブール論理の関数を実装している。論理ゲートは電気で制御されるスイッチを配置したもので、スイッチとしてトランジスタを使ったものが多い。論理ゲートはそれぞれに回路記号が対応している。詳しくは論理回路を参照。
論理ゲートの出力は電流または電圧であり、それがさらに後段の論理ゲート群を制御する。
論理ゲートはトランジスタの個数を最小に押さえて、大きさ・電力消費・コストをなるべく低減し、同時に信頼性を高く保つよう設計される。
集積回路は大量の論理ゲートを安価に生産する手段である。集積回路の設計にはEDAソフトウェアを使うのが一般的である（後述）。
参照テーブルを使ってデジタル回路を構築する技法もある（プログラマブルロジックデバイスなど）。参照テーブルを使った技法は、論理ゲートに基づく場合と同等の機能を実装でき、同時に配線を変更せずに容易に再プログラム可能である。すなわち、設計者が配線を変更せずに設計ミスを修正できる。したがって少量生産ではPLDなどをよく利用している。それらも一般にEDAソフトで設計されている。