트리거는 디지털 기술의 한 요소로, 외부 신호가 제거된 경우에도 상태 중 하나로 전환되어 무기한 유지될 수 있는 쌍안정 장치입니다. 이것은 첫 번째 수준의 논리적 요소(AND-NOT, OR-NOT 등)로 구성되며 두 번째 수준의 논리적 장치에 속합니다.
실제로 플립플롭은 별도의 패키지에 마이크로 회로 형태로 생산되거나 LSI(Large Integrated Circuit) 또는 PLM(Programmable Logic Array)의 요소로 포함됩니다.
트리거 동기화의 분류 및 유형
트리거는 크게 두 가지 클래스로 나뉩니다.
- 비동기식;
- 동기(클럭).
그들 사이의 근본적인 차이점은 첫 번째 범주의 장치에서 출력 신호 레벨이 입력(입력)에서 신호의 변화와 동시에 변한다는 것입니다.동기 트리거의 경우 이를 위해 제공된 입력에 동기화(클록, 스트로브) 신호가 있는 경우에만 상태 변경이 발생합니다. 이를 위해 문자 C(시계)로 표시되는 특수 출력이 제공됩니다. 게이팅 유형에 따라 동기 요소는 두 가지 클래스로 나뉩니다.
- 동적;
- 공전.
첫 번째 유형의 경우 전면(리딩 에지) 또는 클록 펄스의 하강(특정 유형의 트리거에 따라 다름)이 나타날 때 입력 신호의 구성에 따라 출력 레벨이 변경됩니다. 동기화 전선(기울기)의 모양 사이에 모든 신호가 입력에 적용될 수 있으며 트리거 상태는 변경되지 않습니다. 두 번째 옵션에서 클럭의 표시는 레벨의 변화가 아니라 클럭 입력에 1 또는 0이 있는 것입니다. 다음으로 분류되는 복잡한 트리거 장치도 있습니다.
- 안정 상태의 수(주요 요소의 경우 2개와 대조적으로 3개 이상);
- 레벨의 수(3개 이상);
- 다른 특성.
복잡한 요소는 특정 장치에서 제한적으로 사용됩니다.
트리거 유형 및 작동 방식
트리거에는 몇 가지 기본 유형이 있습니다. 차이점을 이해하기 전에 공통 속성에 주목해야 합니다. 전원이 공급되면 모든 장치의 출력이 임의의 상태로 설정됩니다. 이것이 회로의 전체 작동에 중요한 경우 사전 설정 회로가 제공되어야 합니다. 가장 간단한 경우, 이것은 초기 상태를 설정하기 위한 신호를 생성하는 RC 회로입니다.
RS 플립플롭
비동기 쌍안정 장치의 가장 일반적인 유형은 RS 플립플롭입니다. 상태 0과 1이 별도로 설정되는 플립플롭을 나타냅니다.이를 위한 두 가지 입력이 있습니다.
- S - 세트(설치);
- R - 재설정(재설정).
직접 출력 Q가 있고 반전 출력 Q1도 있을 수 있습니다. 그것의 논리 레벨은 항상 Q의 레벨과 반대입니다. 이것은 회로를 설계할 때 유용합니다.
입력 S에 양의 레벨이 적용되면 출력 Q는 논리 단위로 설정됩니다(반전 출력이 있는 경우 레벨 0으로 이동). 그 후 설정의 입력에서 신호가 원하는 대로 변경될 수 있습니다. 이는 출력 레벨에 영향을 미치지 않습니다. 입력 R에 1이 나타날 때까지. 이렇게 하면 플립플롭이 상태 0(반전 출력에서 1)으로 설정됩니다. 이제 리셋 입력에서 신호를 변경해도 요소의 추가 상태에 영향을 미치지 않습니다.
중요한! 두 입력 모두에 논리 단위가 있는 경우 옵션은 금지됩니다. 트리거는 임의의 상태로 설정됩니다. 계획을 설계할 때 이러한 상황을 피해야 합니다.
RS 플립플롭은 널리 사용되는 2입력 NAND 소자를 기반으로 구축할 수 있습니다. 이 방법은 기존의 마이크로 회로와 프로그래밍 가능한 매트릭스 내부 모두에서 구현됩니다.
하나 또는 두 개의 입력이 반전될 수 있습니다. 이것은 이러한 핀에서 트리거가 높은 수준이 아닌 낮은 수준의 모양으로 제어된다는 것을 의미합니다.
2개의 입력 AND-NOT 요소에 RS 플립플롭을 구축하면 두 입력 모두 역전되며 논리 0의 공급에 의해 제어됩니다.
RS 플립플롭의 게이트 버전이 있습니다. 여기에는 추가 입력 C가 있습니다. 전환은 두 가지 조건이 충족될 때 발생합니다.
- Set 또는 Reset 입력에서 높은 레벨의 존재;
- 클럭 신호의 존재.
이러한 소자는 예를 들어 과도 상태가 끝날 때와 같이 스위칭을 지연시켜야 하는 경우에 사용됩니다.
D 플립플롭
D-트리거("투명 트리거", "래치", 래치)는 동기 장치 범주에 속하며 입력 C에 의해 클럭됩니다. 데이터 입력 D(데이터)도 있습니다. 기능면에서 장치는 하나의 입력을 통해 정보를 수신하는 트리거에 속합니다.
클럭 입력에 논리값이 존재하는 한 출력 Q의 신호는 데이터 입력(투명 모드)에서 신호를 반복합니다. 스트로브 레벨이 상태 0이 되는 즉시 출력 Q의 레벨은 에지(래치) 당시와 동일하게 유지됩니다. 따라서 언제든지 입력에서 입력 레벨을 수정할 수 있습니다. 전면에 클럭이 있는 D 플립플롭도 있습니다. 그들은 스트로브의 양극 에지에서 신호를 래치합니다.
실제로 두 가지 유형의 쌍안정 장치를 하나의 마이크로 회로에 결합할 수 있습니다. 예를 들어, D 및 RS 플립플롭입니다. 이 경우 설정/재설정 입력이 우선합니다. 논리적 0이 있으면 요소는 일반 D 플립 플롭처럼 작동합니다. 하나 이상의 입력에서 하이 레벨이 발생하면 입력 C 및 D의 신호에 관계없이 출력이 0 또는 1로 설정됩니다.
D 플립플롭의 투명도가 항상 유용한 기능은 아닙니다. 이를 피하기 위해 이중 요소(플립 플롭, "박수" 트리거)가 사용되며 문자 TT로 표시됩니다. 첫 번째 트리거는 입력 신호를 출력으로 전달하는 일반 래치입니다. 두 번째 트리거는 메모리 요소 역할을 합니다. 두 장치 모두 하나의 스트로브로 클럭됩니다.
T 플립플롭
T-트리거는 가산 쌍안정 요소의 클래스에 속합니다. 작업의 논리는 간단합니다. 다음 논리 단위가 입력될 때마다 상태가 변경됩니다.펄스 신호가 입력에 적용되면 출력 주파수는 입력보다 두 배 높아집니다. 반전된 출력에서 신호는 직접 신호와 위상이 다릅니다.
이것이 비동기식 T-플립플롭이 작동하는 방식입니다. 동기식 옵션도 있습니다. 펄스 신호가 클록 입력에 적용되고 출력 T에 논리 장치가 있는 경우 요소는 비동기식 요소와 동일한 방식으로 동작합니다. 즉, 입력 주파수를 반으로 나눕니다. T 핀이 논리 0이면 스트로브의 존재 여부에 관계없이 Q 출력이 로우로 설정됩니다.
JK 플립플롭
이 쌍안정 요소는 보편적 요소의 범주에 속합니다. 입력으로 개별적으로 제어할 수 있습니다. JK 플립플롭의 논리는 RS 요소의 작업과 유사합니다. J(작업) 입력은 출력을 1로 설정하는 데 사용됩니다. K(Keep) 핀의 하이 레벨은 출력을 0으로 재설정합니다. RS 트리거와의 근본적인 차이점은 두 개의 제어 입력에서 동시에 나타나는 것이 금지되지 않는다는 것입니다. 이 경우 요소의 출력은 상태를 반대로 변경합니다.
Job과 Keep 출력이 연결되면 JK-flip-flop은 비동기식 T-flip-flop으로 바뀝니다. 결합된 입력에 구형파가 적용되면 출력은 주파수의 절반이 됩니다. RS 요소와 마찬가지로 JK 플립플롭의 클럭 버전이 있습니다. 실제로는 주로 이러한 유형의 게이트 요소가 사용됩니다.
실용
외부 신호가 제거되어도 기록된 정보를 유지하는 트리거의 속성으로 1비트 용량의 메모리 셀로 사용할 수 있습니다.단일 요소에서 이진 상태를 저장하기 위한 행렬을 만들 수 있습니다. 이 원칙에 따라 SRAM(정적 랜덤 액세스 메모리)이 만들어집니다. 이러한 메모리의 특징은 추가 컨트롤러가 필요하지 않은 간단한 회로입니다. 따라서 이러한 SRAM은 컨트롤러 및 PLA에 사용됩니다. 그러나 낮은 기록 밀도는 PC 및 기타 강력한 컴퓨팅 시스템에서 이러한 매트릭스를 사용하는 것을 방지합니다.
플립플롭을 주파수 분배기로 사용하는 것은 위에서 언급했습니다. 쌍안정 요소는 체인으로 연결될 수 있으며 다른 분할 비율을 얻을 수 있습니다. 동일한 스트링을 펄스 카운터로 사용할 수 있습니다. 이렇게하려면 매 순간 중간 요소의 출력 상태를 읽어야합니다. 첫 번째 요소의 입력에 제공된 펄스 수에 해당하는 이진 코드가 얻어집니다.
적용된 트리거 유형에 따라 카운터는 동기식 또는 비동기식일 수 있습니다. 직렬-병렬 변환기는 동일한 원리에 따라 구축되지만 여기에서는 게이트 요소만 사용됩니다. 또한 디지털 지연 라인 및 기타 바이너리 기술 요소는 트리거를 기반으로 합니다.
RS 플립플롭은 레벨 클램프(바운스 억제기)로 사용됩니다. 기계적 스위치(버튼, 스위치)가 로직 레벨 소스로 사용되는 경우 눌렀을 때 바운스 효과는 하나가 아닌 많은 신호를 형성합니다. RS 플립플롭은 이를 성공적으로 해결합니다.
쌍안정 장치의 범위는 넓습니다. 그들의 도움으로 해결되는 작업의 범위는 특히 비표준 솔루션 분야에서 디자이너의 상상력에 크게 좌우됩니다.
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