Flips Flops

FLIP-FLOPS

Introducción
El estado de un flip-flop cambia por un cambio momentáneo en sus entradas. Este cambio se denomina disparo o gatillo. En los latch básicos (SC con puertas NAND o NOR) se necesitaba un disparo de entrada definido por un cambio de nivel. Este nivel debe regresar a su nivel inicial antes de aplicar otro disparo. Los FF con reloj eran disparados por pulsos. Larealimentación entre la circuiteria combinacional y el elemento de memoria puede producir inestabilidad, haciendo que el FF cambie varias veces durante la duración de un pulso de reloj por lo que el intervalo de tiempo desde la aplicación del pulso hasta que ocurre la transición de la salida es un factor critico.
Una manera de resolver este problema es hacer que los FF sean sensibles a la transición del pulsomas que a la duración. Hay dos maneras de hacerlo y que dan origen a dos tipos de flip flops: los flip flops maestro esclavo y los flip flops disparados por flanco.

FLIP FLOP MAESTRO ESCLAVO
Un flip flop maestro esclavo se construye con dos FF, uno sirve de maestro y otro de esclavo.
Durante la subida del pulso de reloj se habilita el maestro y se deshabilita el esclavo. La información deentrada es transmitida hacia el FF maestro.
Cuando el pulso baja nuevamente a 0 se deshabilita el maestro lo cual evita que le afecten las entradas externas y se habilita el esclavo. Entonces el esclavo a el mismo estado del maestro. El comportamiento del FF maestro esclavo que acabamos de describir hace que los cambios de estado coincidan con la transición del flanco negativo del pulso.
FLIPFLOPS DISPARADOS POR FLANCOS
Otro tipo de FF que sincroniza el cambio de estado durante la transición del pulso de reloj es el flip flop disparado por flanco. Cuando la entrada de reloj excede un nivel de umbral especifico (threshold level), las entradas son aseguradas y el FF no se ve afectado por cambios adicionales en las entradas hasta que el pulso de reloj no llegue a cero y se presente otropulso.
Algunos FF cambian de estado en la subida del pulso de reloj, y otros en el flanco de bajada. Los primeros se denominan Flip Flops disparados por flanco positivo y los segundos Flip Flops disparados por flanco negativo. La distinción entre unos y otros se indicara con la presencia o ausencia de una negación en la entrada de reloj como se muestra en la figura.
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Parámetros de los FlipFlops
Además de los parámetros característicos de la familia lógica a que pertenecen, como son niveles lógicos, fan-out, etc. Cabe destacar una serie de parámetros, más o menos normalizado, relativos a la temporización de las diferentes señales que intervienen en la conmutación de los flip flops. Destacaremos los siguientes:
1. Tiempo de establecimiento (SET UP TIME). Es el tiempo anterior alflanco activo de toma de datos durante el cual las entradas no deben cambiar.
2. Tiempo de mantenimiento (HOLD TIME). Es el tiempo posterior al flanco activo de toma de datos durante el cual las entradas no deben cambiar.
3. Frecuencia máxima de reloj. Es la frecuencia máxima admisible del reloj que garantiza el fabricante.
4. Duración del tiempo alto de reloj. Es el tiempo mínimo quedebe durar la parte alta del pulso de reloj.
5. Duración del tiempo bajo de reloj. Es el tiempo mínimo que debe durar la parte baja del pulso de reloj.
6. Tiempo bajo de PRESET y CLEAR. Es el tiempo mínimo que debe activarse las entradas asíncronas para garantizar su funcionamiento.
7. Tiempo de retardo o propagación. Es el tiempo que transcurre desde el flanco activo del reloj queproduce la conmutación y el momento en que ésta tiene lugar.
Flip Flop disparado por flanco negativo tipo S C
La operación del FF disparado por flanco es similar a la operación de un S C del tipo asíncrono o síncrono normal, con la diferencia de que el cambio de estado se efectúa en el flanco de bajada del pulso de reloj. El estado S=C=1 sigue siendo un estado prohibido. La tabla característica...