組み合わせ回路と順序回路


論理回路には、組み合わせ回路と順序回路があります。組み合わせ回路は、論理ゲートの出力を入力にフィードバックする経路を持たない論理回路です。例えば、足し算を行う加算回路は組み合わせ回路です。加算回路は、2つの入力値が変化すると、それに応じて出力値が変化します。ある加算回路を使って、いろいろな数値の加算結果を求めたい場合、その結果をどこかに保存しておく必要があります。このような場合には、順序回路が必要になります。また、”ある信号が0から1に2回変化したら足し算結果を保存する”といった、過去の状態に依存するような動作を行う場合にも順序回路が必要になります。

順序回路の例として良く使われるのは構成が単純なRSフリップフロップです。RSフリップフロップは、RとSという2つの入力端子とQと\( \overline{Q} \)という2つの出力端子があります。

RSフリップフロップの構造とシンボル

RSフリップフロップの構造とシンボル

RSフリップフロップは、図のようにQと\( \overline{Q} \)がNORゲートの入力にフィードバックしています。RSフリップフロップの動作は単純で、「S=1でQ=1, R=1でQ=0」です。

RSフリップフロップは、インバータを2つ接続し、それをループさせた構造が元になっています。

インバータ2段のループ

インバータ2段のループ

この図では、初期状態でQ=1としています。この図を少し変形すると、次の図になります。

インバータを縦にならべる

インバータを縦にならべる

このままでは、Qの値を変更することができないので、インバータをNORに変更し、入力端子としてSとRをつけます。これがRSフリップフロップです。

RSフリップフロップの構造とシンボル

RSフリップフロップの構造とシンボル

フリップフロップには、

  • RSフリップフロップ
  • Dフリップフロップ
  • Tフリップフロップ
  • JKフリップフロップ

などの種類があります。どのフリップフロップが良く使われている(いた)かは、標準ロジックICのバリエーションの多さが参考になります。

List of 7400 series integrated circuits
この表では、DフリップフロップとJKフリップフロップは様々なバリエーションで製品化されています。実際の論理設計で使われる順序回路は、ほとんどの場合DフリップフロップとDラッチです。

スポンサーリンク
スポンサーリンク
スポンサーリンク

シェアする

  • このエントリーをはてなブックマークに追加

フォローする

スポンサーリンク
スポンサーリンク