Arquitectura De Computadores

Circuitos lógicos secuenciales (FLIP FLOP)

A diferencia de los circuitos lógicos combinacionales, los circuitos secuenciales tiene memoria; pueden reflejar en su salida el efecto de una señal de entrada que hubo segundos o días antes.

Los circuitos AND, OR y NOT funcionan sin memoria. Por ejemplo, en el caso del circuito AND, una salida lógica 1 es obtenida únicamente durante el tiempo que todas las entradas estén simultáneamente en lógica 1. Si cada entrada pasa por lógica 1 de una manera secuencial, no-simultánea, la salida permanecerá aquí la necesidad en lógica 0. De de un circuito electrónico que se pueda colocar en uno cualquiera de los dos estados lógicos indefinidamente, hasta que sea intencionalmente pasado al estado contrario. Tal circuito es conocido como BIESTABLE, o simplemente FLIP-FLOP. El biestable, en efecto, provee una memoria, ya que puede "recordar" el último estado en el que había sido colocado.

Los circuitos flip-flops desempeñan un papel muy importante en la electrónica digital. Ellos son usados para medir frecuencia, computar el tiempo, dividir trenes de pulsos por una constante fija, generar señales en secuencia, memorización de registros (words), etc. Aunque hay muchas clases de flip-flop, todos ellos tienen por fin primordial almacenar un bit binario, representado por un estado eléctrico alto o bajo. El circuito secuencial más simple es un Flip-Flop tipo RS.

3.1.- RS FLIP - FLOP

Un RS flip-flop llamado algunas veces un "set-reset" flip-flop, es un circuito con dos entradas y dos salidas. Las salidas son complementos entre sí, o sea que, cuando la una esté en alto, la otra estará en bajo. Deriva su nombre del hecho de poder quitar (reset) y poner (set) el estado alto en la salida Q.

Cuando se aplique un pulso en cada una de las dos entradas: un pulso alto en la entrada S (set) quita, "borra", el pulso alto puesto en anterioridad en Q. En la práctica la polaridad del pulso de manejo dependerá del tipo de compuertas con las cuales se haya implementado el RS flip-flop, tal como se puede observar en la figura:

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De las tablas de verdad podemos deducir su funcionamiento teniendo en cuenta que, cuando Q tiene lógica 1, el flip-flop se considera "set" (puesto), y cuando Q tiene lógica 0 es porque el flop-flop está "reset" (cleared, borrado). Las dos salidas Q y no-Q son simétricas (iguales) en lo que a características eléctricas se refiere, por lo que, de acuerdo con las circunstancias, se podrá tomar una u otra como tal.

3.2.- CLOCKED RS FLIP-FLOPEl flip-flop RS básico es "asynchronous" (no-sincronizado), responde a las entradas tan pronto como ellas ocurren; muestra cambios en la salida cada que se presentan cambios en Set y Reset. En ciertos procesos se requiere "to-synchronize" (sincronizar) la operación del RS flip-flop, de tal manera que sólo se produzcan cambios en la salida cuando se cumpla cierto requisito anterior. En caso contrario, las acciones se SET y RESET no deben alterar la salida Q. Una manera de sincronizar la operación de un RS Flip-Flop con otros circuitos lógicos, es colocar una compuerta a cada entrada, de tal forma que ellas respondan a S y R solamente cuando sean "habilitadas" (capacitadas) por un lógico 1 (nivel alto) procedente de un CLOCK. (Un clock es un circuito secuencial generador de un tren de pulsos, "ceros" y "unos" de manera alternada). La figura 14 muestra un clocked Rs flip-flop(controlado, no sincronizado).3.3.- EL DATA o D FLIP - FLOPEl flip - flop tipo D es una cierta modificación introducida al flip-flop clocked Rs(controlado en su funcionamiento por los pulsos Clock en una sola línea común de entrada). El principio básico se muestra en la figura:

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Podemos apreciar que, es agregado un inversor a una de las dos entradas del flip-flop, de tal forma que la entrada restante y la entrada

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