Dラッチ(D-LATCH)とDフリップフロップ(D-FF)



クロックとは何か?


Dラッチ

Dラッチの動作説明図 Dラッチの動作波形
クロックHIGHではデータが転送
クロックLOWではデータ保持
Dラッチのシンボル Dラッチの回路図の一例

 

Clock=’1’の時 Clock=’0’の時

Dフリップフロップ

Dフリップフロップの構成
Dラッチ2つで作れる
Dフリップフロップの動作説明図
クロック=’0’ LOWレベルの時 クロック=’1’ HIGHレベルの時
Dフリップフロップの動作波形
クロック立ち上がりエッジでデータを転送
その他の期間ではデータ保持
Dフリップフロップのシンボル
三角形がエッジトリガを示す

 


Dフリップフロップの動作タイミング

シンボル 名称 意味
tC サイクルタイム 動作する周期、スペックでは最小値が規定される。
tS セットアップタイム クロックエッジに対するデータを用意する時間、スペックでは最小値が規定される。
tH ホールドタイム クロックエッジに対してデータを保持する時間、スペックでは最小値が規定される。
tKQ アクセスタイム クロックエッジからデータ出力までの時間、スペックでは最大値が規定される。


同期型デジタル回路

 


HW-6  学籍番号 名前 日付 を書いて 提出すること。

1) 以下の波形をDラッチと、Dフリップフロップに入力した。それぞれの出力波形を示せ。

2) 上記1)と同じクロック、データ入力波形を以下のような、Dラッチ2段とD-FF2段の回路に入力した場合の出力端LB、FBの波形を示せ。LAとFAは上記1)に対応する。

3) 以下の回路の出力端LOUTとFOUTの動作波形を示せ。
   但し、NOT回路の遅延時間は1ns、Dラッチ/D-FFの遅延時間を2ns、
   クロックのサイクルタイムを20nsとし、
   Dラッチ/D-FFの初期値(初期の出力値)を’0’とする。

4) 以下の回路の出力端OUT1とOUT2の動作波形を示せ。
   OUT1とOUT2はある周期で同じ波形を繰り返す。
   クロックの周期を10nsとすると、OUT1とOUT2の周期はいくらか?

5) 説明したように、デジタル回路ではD-FFを介して、組み合せ回路がデータの交換を
   クロックの立ち上がりエッジに同期して行い、データ処理を行う。
   2)の結果を復習して、以下の回路図のD-FFをDラッチに変更するとうまく
   動作しないことを説明せよ。

以上