Flip-flops
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Características
El estado de un flip flop cambia por un cambio momentáneo en sus entradas. Este cambio se denomina disparo (trigger). En los latch básicos definidos al comienzo (SR con compuertas NAND o NOR) se necesitaba un disparo de entrada definido por un cambio de nivel. Este nivel debe regresar a su nivel inicial antes de aplicar otro disparo.
Los FF con reloj eran disparados por pulsos. La realimentación entre la circuiteria combinacional y el elemento de memoria puede producir inestabilidad, haciendo que el FF cambie varias veces durante la duración de un pulso de reloj por lo que el intervalo de tiempo desde la aplicación del pulso hasta que ocurre la transición de la salida es un factor critico que requiere un análisis que va mas allá de los requerimientos de este curso. Una manera de resolver este problema es hacer que los FF sean sensitivos a la transición del pulso mas que a la duración. Hay dos maneras de hacerlo y que dan origen a dos tipos de flip flops: los flip flops maestro esclavo y los flip flops disparados por flanco.
Tipos de Flip-Flop
- Flip Flop maestro-esclavo: se construye con dos FF, uno sirve de maestro y otro de esclavo. Durante la subida del pulso de reloj se habilita el maestro y se deshabilita el esclavo. La información de entrada es transmitida hacia el FF maestro. Cuando el pulso baja nuevamente a cero se deshabilita el maestro lo cual evita que lo afecten las entradas externas y se habilita el esclavo. Entonces el esclavo pasa al el mismo estado del maestro. El comportamiento del flip-flop maestro-esclavo que acaba de describirse hace que los cambios de estado coincidan con la transición del flanco negativo del pulso.
- Flip-Flop disparado por flanco:pulso de reloj es el flip flop disparado por flanco. Cuando la entrada de reloj excede un nivel de umbral especifico ( threshold level), las entradas son aseguradas y el FF no se ve afectado por cambios adicionales en las entradas hasta tanto el pulso de reloj no llegue a cero y se presente otro pulso.
Algunos FF cambian de estado en la subida del pulso de reloj, y otros en el flanco de bajada. Los primeros se denominaran Flip flop disparados por flanco positivo y los segundos Flip flops disparados por flanco negativo. La distinción entre unos y otros se indicará con la presencia o ausencia de una negación en la entrada de reloj como se muestra en la figura.
Parámetro de los Flip-Flops
Además de los parámetros característicos de la familia lógica a que pertenecen, como son niveles lógicos, fan-out., étc. Cabe destacar una serie de parámetros, más o menos normalizados, relativos a la temporización de las diferentes señales que intervienen en la conmutación de los flip-flops.
De ellos cabe destacar los siguientes:
- Tiempo de establecimiento (SET UP TIME):es el tiempo anterior al flanco activo de toma de datos durante el cual las entradas no deben cambiar.
- Tiempo de mantenimiento (HOLD TIME):es el tiempo posterior al flanco activo de toma de datos durante el cual las entradas no deben cambiar.
- Frecuencia máxima de reloj:es la frecuencia máxima admisible de la señal de reloj que garantiza el fabricante.
- Duración del tiempo alto de reloj:es el tiempo mínimo que debe durar la parte alta del impulso de reloj.
- Duración del tiempo bajo de reloj:es el tiempo mínimo que debe durar la parte baja del impulso de reloj.
- Tiempo bajo de PRESET Y CLEAR:es el tiempo mínimo que debe activarse las entradas asíncronas para garantizar su funcionamiento.
- Tiempo de retardo o propagación:es el tiempo que transcurre desde el flanco activo del reloj que produce la conmutación y el momento en que ésta tiene lugar.
Fuente
- http://www.espaciodelconocimiento.com/
- Pollán Santamaría, Tomás. Electrónica Digital. Departamento de Ingeniería Electrónica y Comunicaciones. Universidad de Zaragoza. 2007.
- Telles, Luis y Pino Pupo, Ezequiel, Elementos Básicos de Electrónica Digital y Microprocesadores. Internet.
- J. Millman and A. Grabel. Microelectronics. McGraw-Hill Electrical and Electronics Series. 1987.
- Ronald J. Tocci. Sistemas Digitales. Principios y Aplicaciones. Prentice-Hall Hispanoamericana, S.A. 1993. ISBN: 968-880-219-0.
- M..Morris Mano. Diseño Digital. Prentice-Hall Hispanoamericana, S.A. 1992. ISBN: 968-880-106-2.
- John F. Warkerly. Diseño Digital. Principios y Prácticas. Prentice-Hall Hispanoamericana, S.A. 1992. ISBN: 968-880-244-1.
