ディジタル電子回路

フリップフロップ (Flip-Flop)回路を用いた
順序回路
順序回路
組み合わせ回路
ある時刻の出力信号値がその時刻の入力信号値だけで
決定する論理回路
ディジタル電子回路
フリップフロップはラッチ動作が基本となる
ラッチ:かけ金 = 前の状態を記憶する機能
順序回路
例) RSフリップフロップ
ある時刻の出力がその時刻の入力と状態(すなわち入力
履歴)に依存する論理回路
2016年度後期
第13回
1.スイッチのON,OFFの状態保持
S
Q
R
Q
2.数を数える
3.順番に状態遷移を起こす手続き回路
フリップフロップ回路(FF)には、
 RS-FF
 JK-FF
 D-FF
 T-FF
があり、各FFの機能を学ぶ。
etc.
RS フリップフロップ
RSフリップフロップ
S
展開特性表(Charasteristic table)
Q
S R Qn
0
0
0
0
1
1
1
1
Q
R
S
R
Q
Q
0
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
1*
1*
変化せず 変化せず
0
0
0
1
1
0
0
1
1
S
Qn+1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
-
Qn
1
d
1
d
1
R
まとめる(簡単化する)と
これをRSフリップフロップの特性方程式という
R=S=“1” のとき、出力が確定しない。
この状態のことを禁止状態といい、論理回路として利用不可。
JK-FF
RS-FFの禁止状態を解決するために開発された
J
K
Q
Q
入力に遅れがある場合
理想的な場合
種々のフリップフロップ
J
K
Qn+1
0
0
1
1
0
1
0
1
Qn
0
1
Qn
J
J
K
K
クロックパルスを用いた同期式が考案された。
クロック
Q
Q=0
Q=1
Q Q=0
他方に比べて遅れがある場合、
Q=1
CK
J
入力に遅れがある場合
J
K
K
Q
ハザードや誤動作を起こす可能性
J
がある。
K
このような入力の非同時性を
レーシング(racing)と呼ぶ。
時間
保持
過渡ハザード
入力信号が同時ではなく、一方が
タイミングチャート(横軸が時間、縦軸は、1か0を表す)で表すと、
Q
競合条件( Racing condition ) を避けるために、
Q
Q=0
Q=0
誤動作
クロックパルスに同期して、入力信号を判定することにより、
レーシングを避けることができる。
種々のフリップフロップ
D-FF
種々のフリップフロップ
T-FF Toggle Flip-Flop:入力信号を論理反転させる機能
Delay Flip-Flop
D
CLK
Q
Q
D
Qn+1
0
1
0
1
T
CLK
クロック
クロック
CLK
CLK
D
Q
クロック信号のエッジタイミングで読み取ったD信号の値が出力される
Q
Q
T
Qn+1
0
1
Qn
Qn
T
Q
クロック信号のエッジタイミングで読み取ったT信号が”1” のとき
前の出力値が論理反転される