Hardware implementation of a Collatz Conjecture convergence checker (logisim-evolution)

Collatz.circ

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  <lib desc="#Wiring" name="0">
    <tool name="Splitter">
      <a name="appear" val="right"/>
      <a name="facing" val="north"/>
    </tool>
    <tool name="Pin">
      <a name="appearance" val="classic"/>
    </tool>
    <tool name="Clock">
      <a name="facing" val="north"/>
    </tool>
  </lib>
  <lib desc="#Gates" name="1">
    <tool name="AND Gate">
      <a name="size" val="30"/>
    </tool>
    <tool name="OR Gate">
      <a name="facing" val="north"/>
    </tool>
  </lib>
  <lib desc="#Plexers" name="2"/>
  <lib desc="#Arithmetic" name="3"/>
  <lib desc="#Memory" name="4"/>
  <lib desc="#I/O" name="5"/>
  <lib desc="#Base" name="6"/>
  <main name="main"/>
  <options>
    <a name="gateUndefined" val="ignore"/>
    <a name="simlimit" val="1000"/>
    <a name="simrand" val="0"/>
  </options>
  <mappings>
    <tool lib="6" map="Button2" name="Poke Tool"/>
    <tool lib="6" map="Button3" name="Menu Tool"/>
    <tool lib="6" map="Ctrl Button1" name="Menu Tool"/>
  </mappings>
  <toolbar>
    <tool lib="6" name="Poke Tool"/>
    <tool lib="6" name="Edit Tool"/>
    <tool lib="6" name="Wiring Tool"/>
    <tool lib="6" name="Text Tool"/>
    <sep/>
    <tool lib="0" name="Pin"/>
    <tool lib="0" name="Pin">
      <a name="facing" val="west"/>
      <a name="output" val="true"/>
    </tool>
    <sep/>
    <tool lib="1" name="NOT Gate"/>
    <tool lib="1" name="AND Gate"/>
    <tool lib="1" name="OR Gate"/>
    <tool lib="1" name="XOR Gate"/>
    <tool lib="1" name="NAND Gate"/>
    <tool lib="1" name="NOR Gate"/>
    <sep/>
    <tool lib="4" name="D Flip-Flop"/>
    <tool lib="4" name="Register"/>
  </toolbar>
  <circuit name="main">
    <a name="appearance" val="logisim_evolution"/>
    <a name="circuit" val="main"/>
    <a name="circuitnamedboxfixedsize" val="true"/>
    <a name="simulationFrequency" val="1.0"/>
    <comp lib="0" loc="(120,230)" name="Clock"/>
    <comp lib="0" loc="(210,160)" name="Splitter">
      <a name="appear" val="center"/>
      <a name="facing" val="north"/>
      <a name="fanout" val="32"/>
      <a name="incoming" val="32"/>
    </comp>
    <comp lib="0" loc="(370,170)" name="Splitter">
      <a name="bit0" val="1"/>
      <a name="bit10" val="1"/>
      <a name="bit11" val="1"/>
      <a name="bit12" val="1"/>
      <a name="bit13" val="1"/>
      <a name="bit14" val="1"/>
      <a name="bit15" val="1"/>
      <a name="bit16" val="1"/>
      <a name="bit17" val="1"/>
      <a name="bit18" val="1"/>
      <a name="bit19" val="1"/>
      <a name="bit2" val="1"/>
      <a name="bit20" val="1"/>
      <a name="bit21" val="1"/>
      <a name="bit22" val="1"/>
      <a name="bit23" val="1"/>
      <a name="bit24" val="1"/>
      <a name="bit25" val="1"/>
      <a name="bit26" val="1"/>
      <a name="bit27" val="1"/>
      <a name="bit28" val="1"/>
      <a name="bit29" val="1"/>
      <a name="bit3" val="1"/>
      <a name="bit30" val="1"/>
      <a name="bit31" val="0"/>
      <a name="bit4" val="1"/>
      <a name="bit5" val="1"/>
      <a name="bit6" val="1"/>
      <a name="bit7" val="1"/>
      <a name="bit8" val="1"/>
      <a name="bit9" val="1"/>
      <a name="incoming" val="32"/>
      <a name="spacing" val="3"/>
    </comp>
    <comp lib="0" loc="(370,270)" name="Splitter">
      <a name="appear" val="right"/>
      <a name="bit0" val="1"/>
      <a name="bit1" val="0"/>
      <a name="bit10" val="0"/>
      <a name="bit11" val="0"/>
      <a name="bit12" val="0"/>
      <a name="bit13" val="0"/>
      <a name="bit14" val="0"/>
      <a name="bit15" val="0"/>
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      <a name="bit18" val="0"/>
      <a name="bit19" val="0"/>
      <a name="bit2" val="0"/>
      <a name="bit20" val="0"/>
      <a name="bit21" val="0"/>
      <a name="bit22" val="0"/>
      <a name="bit23" val="0"/>
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      <a name="bit29" val="0"/>
      <a name="bit3" val="0"/>
      <a name="bit30" val="0"/>
      <a name="bit31" val="0"/>
      <a name="bit4" val="0"/>
      <a name="bit5" val="0"/>
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      <a name="bit8" val="0"/>
      <a name="bit9" val="0"/>
      <a name="incoming" val="32"/>
      <a name="spacing" val="3"/>
    </comp>
    <comp lib="0" loc="(450,160)" name="Constant">
      <a name="value" val="0x0"/>
    </comp>
    <comp lib="0" loc="(450,280)" name="Constant">
      <a name="value" val="0x0"/>
    </comp>
    <comp lib="0" loc="(470,170)" name="Splitter">
      <a name="appear" val="right"/>
      <a name="bit0" val="1"/>
      <a name="bit1" val="0"/>
      <a name="bit10" val="0"/>
      <a name="bit11" val="0"/>
      <a name="bit12" val="0"/>
      <a name="bit13" val="0"/>
      <a name="bit14" val="0"/>
      <a name="bit15" val="0"/>
      <a name="bit16" val="0"/>
      <a name="bit17" val="0"/>
      <a name="bit18" val="0"/>
      <a name="bit19" val="0"/>
      <a name="bit2" val="0"/>
      <a name="bit20" val="0"/>
      <a name="bit21" val="0"/>
      <a name="bit22" val="0"/>
      <a name="bit23" val="0"/>
      <a name="bit24" val="0"/>
      <a name="bit25" val="0"/>
      <a name="bit26" val="0"/>
      <a name="bit27" val="0"/>
      <a name="bit28" val="0"/>
      <a name="bit29" val="0"/>
      <a name="bit3" val="0"/>
      <a name="bit30" val="0"/>
      <a name="bit31" val="0"/>
      <a name="bit4" val="0"/>
      <a name="bit5" val="0"/>
      <a name="bit6" val="0"/>
      <a name="bit7" val="0"/>
      <a name="bit8" val="0"/>
      <a name="bit9" val="0"/>
      <a name="facing" val="west"/>
      <a name="incoming" val="32"/>
      <a name="spacing" val="3"/>
    </comp>
    <comp lib="0" loc="(470,320)" name="Splitter">
      <a name="appear" val="right"/>
      <a name="bit0" val="1"/>
      <a name="bit10" val="1"/>
      <a name="bit11" val="1"/>
      <a name="bit12" val="1"/>
      <a name="bit13" val="1"/>
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      <a name="bit17" val="1"/>
      <a name="bit18" val="1"/>
      <a name="bit19" val="1"/>
      <a name="bit2" val="1"/>
      <a name="bit20" val="1"/>
      <a name="bit21" val="1"/>
      <a name="bit22" val="1"/>
      <a name="bit23" val="1"/>
      <a name="bit24" val="1"/>
      <a name="bit25" val="1"/>
      <a name="bit26" val="1"/>
      <a name="bit27" val="1"/>
      <a name="bit28" val="1"/>
      <a name="bit29" val="1"/>
      <a name="bit3" val="1"/>
      <a name="bit30" val="1"/>
      <a name="bit31" val="0"/>
      <a name="bit4" val="1"/>
      <a name="bit5" val="1"/>
      <a name="bit6" val="1"/>
      <a name="bit7" val="1"/>
      <a name="bit8" val="1"/>
      <a name="bit9" val="1"/>
      <a name="facing" val="west"/>
      <a name="incoming" val="32"/>
      <a name="spacing" val="3"/>
    </comp>
    <comp lib="0" loc="(510,150)" name="Constant">
      <a name="facing" val="south"/>
    </comp>
    <comp lib="1" loc="(120,340)" name="NOT Gate">
      <a name="facing" val="north"/>
    </comp>
    <comp lib="1" loc="(190,230)" name="AND Gate">
      <a name="inputs" val="3"/>
    </comp>
    <comp lib="1" loc="(200,70)" name="OR Gate">
      <a name="facing" val="north"/>
      <a name="inputs" val="31"/>
      <a name="size" val="70"/>
    </comp>
    <comp lib="1" loc="(600,110)" name="OR Gate">
      <a name="size" val="30"/>
    </comp>
    <comp lib="1" loc="(680,50)" name="NOT Gate"/>
    <comp lib="1" loc="(710,120)" name="AND Gate">
      <a name="size" val="30"/>
    </comp>
    <comp lib="1" loc="(710,60)" name="AND Gate">
      <a name="size" val="30"/>
    </comp>
    <comp lib="2" loc="(630,190)" name="Multiplexer">
      <a name="width" val="32"/>
    </comp>
    <comp lib="3" loc="(530,180)" name="Adder">
      <a name="width" val="32"/>
    </comp>
    <comp lib="4" loc="(290,160)" name="Register">
      <a name="appearance" val="logisim_evolution"/>
      <a name="width" val="32"/>
    </comp>
    <comp lib="5" loc="(750,120)" name="LED"/>
    <comp lib="5" loc="(750,60)" name="LED"/>
    <comp lib="6" loc="(35,450)" name="Text">
      <a name="font" val="SansSerif plain 16"/>
      <a name="halign" val="left"/>
      <a name="text" val="If a number doesn't converge, the circuit will loop forever"/>
    </comp>
    <comp lib="6" loc="(35,470)" name="Text">
      <a name="font" val="SansSerif plain 16"/>
      <a name="halign" val="left"/>
      <a name="text" val="For example, external hardware could limit the number of iterations"/>
      <a name="valign" val="center"/>
    </comp>
    <comp lib="6" loc="(35,500)" name="Text">
      <a name="font" val="SansSerif plain 16"/>
      <a name="halign" val="left"/>
      <a name="text" val="and analyze numbers that exceed it in more detail"/>
    </comp>
    <comp lib="6" loc="(405,345)" name="Text">
      <a name="font" val="SansSerif bold 12"/>
      <a name="text" val="ODD"/>
    </comp>
    <comp lib="6" loc="(440,215)" name="Text">
      <a name="font" val="SansSerif bold 12"/>
      <a name="text" val="3x + 1 = 2x + x + 1"/>
    </comp>
    <comp lib="6" loc="(440,230)" name="Text">
      <a name="font" val="SansSerif bold 12"/>
      <a name="text" val="2x = x &lt;&lt; 1"/>
    </comp>
    <comp lib="6" loc="(520,305)" name="Text">
      <a name="font" val="SansSerif bold 12"/>
      <a name="text" val="x / 2 = x &gt;&gt; 1"/>
    </comp>
    <comp lib="6" loc="(775,125)" name="Text">
      <a name="halign" val="left"/>
      <a name="text" val="OVERFLOW"/>
    </comp>
    <comp lib="6" loc="(775,65)" name="Text">
      <a name="halign" val="left"/>
      <a name="text" val="CONVERGES"/>
    </comp>
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    <wire from="(730,120)" to="(750,120)"/>
  </circuit>
</project>

Collatz.png