t 트리거 지식 안내서 - 장단점, 작동 방식, 유형
T- 플립 플롭은 JK 플립 플롭과 유사합니다.J 및 K 입력을 연결하면 T 플립 플롭을 도출 할 수 있습니다.D 플립 플롭과 마찬가지로 시계와 함께 외부 입력이 하나뿐입니다.
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T- 플립 플롭의 작동 방식
플립 플롭 디지털 오토마타에서 가장 간단한 장치로, 두 개의 안정적인 상태를 나타냅니다.한 상태는 "1"의 값을 보유하고 다른 상태는 "0"입니다.장치의 상태 및 그 안에 저장된 이진 정보는 출력 신호에 의해 결정됩니다 : 직접 및 역수.논리 출력에 해당하는 직접 출력에 전위가 설정되면 장치는 단일 트리거 상태에 있습니다 (역 출력의 전위는 논리 0에 해당합니다).직접 출력에 잠재력이 없으면 장치는 제로 상태에 있습니다.
T- 플립 플롭의 유형
T- 플립 플롭은 주로 두 가지 품종으로 제공됩니다.
비동기 T- 트리거
동기 T- 트리거
두 유형의 T- 플립 플롭이 유사하게 작동합니다.유일한 차이점은 한 상태에서 다른 상태로 전환하는 과정입니다.비동기 유형은이 전환을 직접 수행하는 반면 동기 유형은이 신호를 기반으로 작동합니다.
시계 입력이 항상 높은 시나리오를 평가할 때 (1), 토글 (t) 입력의 두 가지 잠재적 상태, 높이 (1) 또는 낮은 (0)를 고려해야합니다.각 상태의 결과와 관련 논리 게이트 상호 작용을 자세히 설명해 봅시다.
사례 1 : t = 0
- 출력 조건 : 여기서는 GATE1과 GATE2가 모두 T에 연결된 게이트 (0으로 설정)입니다.
- GATE1 및 GATE2 출력 : AN 및 게이트 출력 0이 입력 중 하나 일 때는 다른 입력에 관계없이 GATE1 및 GATE2의 출력은 항상 0이됩니다.
- GATE3/Q (n+1) 논리 : GATE3는 GATE1의 출력에 의해 영향을받습니다.GATE1이 0을 출력 할 때 GATE3의 논리 방정식은 (0 또는 q)를 단순화하여 Q를 만듭니다.
- GATE4/Q (n+1) '로직 : GATE4는 유사한 패턴을 따릅니다.
사례 1 요약 :
- GATE1 = 0 및 GATE2 = 0을 가정하고 및 게이트의 특성을 사용한다고 가정하면 (0의 모든 입력이 0의 출력으로 인한 입력) 작업은 간단합니다.
- GATE3/Q (n+1)는 현재 상태를 유지하는 q로 계산합니다.
- GATE4/Q (n+1) ''Q '가 현재 상태의 보완입니다.
사례 2 : t = 1
- 출력 조건 : T가 1으로 설정되면 GATE1 및 GATE2의 입력은 이제 다른 논리 작업의 출력을 반영하여 출력에 영향을 미칩니다.
- GATE1 및 GATE2 출력 : GATE1은 현재 상태 Q에 직접 연결되고 GATE2는 Q 또는 Q '가 아닙니다.
- GATE4/Q (n+1) 'LOGIC : 여기서, 여기에서, 및 게이트의 입력이 반대 (Q가 아닌 q)이기 때문에 방정식이 단순화되어 0을 초래합니다.
- GATE3/Q (n+1) 논리 : 반면에 GATE3는 Q 또는 Q '가 아닌 출력이 아닌 (Q 및 0)를 처리하며 Q 또는 Q'가 아닌 것으로 간단합니다.
사례 2 요약 :
- 로직 설정은 흥미로운 상호 작용으로 이어집니다.
- GATE1 = Q, GATE2 = Q ', 후속 로직 프로세스에 영향을 미칩니다.
- q와 q 사이의 작업은 사실이 될 수 없기 때문에 GATE4/Q (n+1) '' '' ''는 0으로 직접 계산합니다.
- 그런 다음 GATE3/Q (n+1)는 t가 0 일 때 이전 상태의 토글 인 q '로 계산됩니다.
T 플립 플롭 진실 테이블
|
clk |
티 |
Q (n+1) |
상태 |
|
|
0 |
큐 |
변화가 없습니다 |
|
|
1 |
큐' |
비녀장 |
우리는이 진실 테이블을 사용하여 t 플립 플롭의 특징 테이블을 컴파일 할 것입니다.진실 테이블에는 하나의 입력 t와 하나의 출력 q (n+1) 만 볼 수 있습니다.그러나 특성 테이블에는 두 개의 입력 t와 qn과 하나의 출력 q (n+1)가 표시됩니다.
위의 논리 다이어그램에서 QN과 QN '은 두 개의 보완 출력이며 GATE3 및 GATE4에 대한 입력으로 작용하므로 QN (즉, 플립 플롭의 현재 상태)을 입력으로 고려하고 Q (Q).n+1) 다음 상태의 출력으로.
특성 테이블을 완성한 후 특성 방정식을 도출하기 위해 2 변수 K-MAP를 구성합니다.
|
티 |
QN |
Q (n+1) |
|
0 |
0 |
0 |
|
0 |
1 |
1 |
|
1 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
0
|
K-Map에서 두 쌍을 얻습니다.둘 다 해결하면 다음 특성 방정식을 얻습니다.
q (n + 1) = tqn ' + t'qn = t xor qn
T- 플립 플롭 사용의 장점
디지털 회로에서 T- 플립 플롭은 기능과 통합을 단순화하는 몇 가지 중요한 이점을 제공합니다.
- 단일 입력 단순성 : T-Flip-Flops에는 하나의 입력이 하나 뿐이며 작동을 단순화합니다.이 단일 입력은 높은 상태와 낮은 상태를 전환 할 수있어 회로 설계에 원활하게 통합되어 다른 디지털 회로와 쉽게 연결할 수 있습니다.
- 유효하지 않은 상태 : T- 플립 플롭에는 유효하지 않은 상태가 부족하여 디지털 시스템에서 예측할 수없는 행동을 방지합니다.이 신뢰성은 일관된 시스템 성능을 유지하는 데 중요합니다.
- 전력 소비 감소 : 다른 플립 플롭에 비해 T- 플립 플롭은 더 적은 전력을 소비합니다.이 에너지 효율은 휴대용 장치의 배터리 수명을 확장하고 대형 디지털 시스템의 에너지 비용을 줄이는 데 유리합니다.
- 보조 작업 : 다른 플립 플롭과 마찬가지로, T- 플립 플롭에는 입력 신호에 의해 트리거 될 때까지 상태 (0 또는 1)를 무기한으로 고정 할 수 있습니다.이 특성은 단일 비트 데이터를 안정적이고 장기간 저장 해야하는 응용 프로그램에 필수적입니다.
- 쉬운 구현 : 기본 논리 게이트를 사용하여 T- 플립 플롭을 쉽게 구현할 수 있습니다.이러한 단순성은 많은 디지털 시스템에서 경제적으로 실행 가능한 선택으로 전반적인 시스템 비용을 줄이는 데 도움이됩니다.
T- 플립 플롭의 한계
이러한 장점에도 불구하고 T-Flip-Flops는 특정 응용 프로그램에 대한 적합성에 영향을 줄 수있는 몇 가지 제한 사항이 있습니다.
- 역 출력 : T- 플립 플롭의 출력은 입력과 반대이며, 이는 타이밍 로직 회로의 설계를 복잡하게하고 설계를보다 복잡하게 만들 수 있습니다.디자이너는 올바른 회로 동작을 보장하기 위해 이것을 고려해야합니다.
- 제한된 기능 : T- 플립 플롭은 하나의 정보 만 저장할 수 있으며 추가 또는 곱셈과 같은 복잡한 작업을 수행 할 수 없으므로 기본 메모리 작업에서의 사용을 제한합니다.
- 결함에 대한 감도 : T- 플립 플롭은 입력 신호의 글리치 및 노이즈에 민감 할 수있어 예상치 못한 상태 변화가 발생할 수 있습니다.이러한 감도는 디지털 시스템, 특히 전자 간섭이 높은 환경에서 예측할 수없는 행동으로 이어질 수 있습니다.
- 전파 지연 : 모든 플립 플롭과 마찬가지로 T- 플립 플롭은 전파 지연이 발생하여 타이밍 제약 조건이 엄격한 시스템에서 타이밍 문제를 도입 할 수 있습니다.이러한 지연은 타이밍 오류를 피하고 신뢰할 수있는 작동을 보장하기 위해 시스템 설계 중에 고려해야합니다.
응용 프로그램
T- 플립 플롭은 다음을 포함한 다양한 실제 응용 프로그램에서 사용됩니다.
- 주파수 분할 : T- 플립 플롭은 종종 클록 신호의 주파수를 절반으로 반으로 사용하는 데 사용됩니다.플립 플롭 상태를 각 클록 펄스로 토글함으로써 입력 신호의 주파수를 2 개로 효과적으로 나누어 정확한 타이밍 및 디지털 시계 및 주파수 합성기에 이상적입니다.
- 주파수 배가 : 반대로, T- 플립 플롭을 사용하여 주파수 배가로 알려진 시계 신호의 주파수를 두 배로 늘릴 수 있습니다.이는 입력 신호의 두 번 출력 주파수를 생성하는 설정에서 플립 플롭을 구성하여 달성됩니다.
- 데이터 저장 : T- 플립 플롭은 단일 데이터 비트를 저장하기위한 기본 빌딩 블록으로 사용될 수 있으며, 여기서 추가 처리 또는 전송을 위해 데이터를 일시적으로 저장해야합니다.이렇게하면 Shift Registers 및 Storage Devices와 같은 응용 프로그램에서 매우 유용합니다.
- 카운터 : T- 플립 플롭의 또 다른 중요한 응용은 이진 카운터를 만드는 것입니다.다른 디지털 로직 게이트와 상호 연결되어 설계 요구 사항에 따라 계산을 증가 시키거나 감소시킬 수있는 카운터를 구성 할 수 있습니다.