本日の講義内容 コンピュータアーキテクチャI #10 各種フリップフロップと 順序回路 フリップフロップの原理（復習） 各種フリップフロップの動作 簡単な順序回路の設計 平成２７年６月１９日 教科書p.129～p.165 フリップフロップの原理 順序回路設計の手順 過去の状態を記憶する – 出力から入力へのフィードバックがある – 出力とは過去の状態そのものだから 初期状態：Q1=1,Q2=0 Q1=0 a=1 a=0 状態変化を 発生できる b=0 Q2=1 FFによる順序回路の設計 1. 入出力と状態を仕様に基づいて決定し，状態遷移 図，状態遷移表を作成する． 2. 状態遷移表から応用方程式と出力の論理式を求め る． 3. FFの種類を決め，その特性方程式と2.で求めた応 用方程式から，FFへの入力の論理式を求める． 4. 入力，出力に応じた組み合わせ論理回路を構成し， FFに接続して順序回路を構成する． 内部状態と出力を表す論理式 2進カウンタの設計 – １が2回入力されると出力が１となり，初期状態に戻 るカウンタ 順序回路は，内部状態と出力の２つが入力によって 変化する – 論理式2本で回路を表現する 内部状態（応用方程式と呼ぶ） ̅ 凡例：入力 /出力 0/0 1/0 0 0/0 1 1/1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 出力 1 T-FFの応用方程式の一般形 応用方程式の一般形 応用方程式は，現在の状態Qtと次の状態Qt+1の関係 を表している 使用するFFに応じ， , , 備する を入力とする論理式を準 – T-FFの場合を考える T-FFを使った2進カウンタの 入力側論理式 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 , , を入力， を 出力とする論理関数 を作る – T-FFの入力 T-FFを使った2進カウンタ ̅ 入力 出力 – 応用方程式の一般形 ̿ – – よって， 求まったα，βをT-FFの応用方程式に代入すると， – – ̅、 T-FF ̿ 2進カウンタの動作検証 JK-FFで作ったら？ 0 0 0 0 基本的な作成手順は同じ 違っているのは？ 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 フリップフロップへの入力を求めるには？ T-FF – フリップフロップへの入力！ 0 – 右表の と が成り立つ よう，入力 を設定する 0 – T-FFを想定 0 2進カウンタの応用方程式 – ̅ 前スライドから作った真理値表と，設計時に作成 した真理値表は等しい – 設計した回路は正しい – ただし，発振現象等は考慮していない – 応用方程式の一般形から，所定の状態遷移を発生させ る入力を求める – 求めた入力（この場合J, K）それぞれをカルノー図等で 簡単化し，入力の一般形を求める – 求めた入力の一般形と応用方程式を比較し，実際の入 力式を求める 2 JK-FFの応用方程式の一般形 応用方程式の一般形 応用方程式は，現在の状態Qtと次の状態Qt+1の関係 を表している 使用するFFに応じ， 、 、 準備する を入力とする論理式を – JK-FFの場合を考える JK-FFを使った2進カウンタの 入力側論理式 2進カウンタの応用方程式 応用方程式の一般形 – 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 JK-FFを想定 – 右表の と が成り立つよ う，入力 と を設定する 0 1 1 1 0 0 , , を入力， , をそれぞれ出力とす る論理関数を作る – JK-FFの入力 1 0 JK-FFを使った2進カウンタ 入力 出力 – ̅ – – これは前 と同じ – よって， 求まった ， をJK-FFの応用方程式に代入すると – – – ̅， なので， JK-FF ̿ 今週のまとめと来週の予定 今週のまとめ – 各種フリップフロップの動作 – 順序回路の設計手順 来週の予定 – もうちょっと複雑な順序回路の設計 3
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