먼저, 래치와 플립플롭의 가장 큰 차이점은 무엇일까??
클럭의 유무로 생각할 수 있지만 클럭이 있는 래치도 있기 때문에 정답이라 할 수 없다.
정답은 시점의 차이다.
래치는 레벨 트리거에서 동작하고 플립플롭은 에지 트리거에서 동작한다.
플립플롭에는 여러 종류가 있다. 또 하나의 플립플롭을 설계하는데도 여러 방법이 있다. 가령, 래치 기반, 클럭형, 마스터-슬레이브, NOR 게이트를 사용하느냐, NAND게이트를 사용하느냐, 등등 하지만 실제로 설계할 때는 크게 중요하지 않다.
이번에는 기본적인 특성을 알아보도록 하겠다.
1. D F/F ( D 플립플롭 )
마스터-슬레이브 구조로 D 플립플롭을 설명할 것이다. D 플립플롭의 특성표는 위와 같다. 입력과 출력이 동일한 상태로 보면 된다.
위 그림은 D 플립플롭으로 D 래치 2개를 이어 붙인 것이다. (2개 래치 = 플립플롭) 앞단에 있는 D래치를 마스터, 뒷단에 있는 D래치를 슬레이브라고 한다.
천천히 보자,
IN에 1을 입력했다고 해보자
1) CK이 0일 때
- 마스터 부분에서의 출력은 1 그대로 나갈 것이다.
- 슬레이브 부분에서는 입력이 들어오나, CK가 0이라 동작하지 않을 것이다.
2) CK가 1로 올라가는 순간
- 마스터 부분에서는 동작하지 않을 것이다
- 슬레이브 부분에서는 들어오고 있던 입력이 출력으로 나갈 것이다
본인이 이해하기 쉽게 그림으로 보자
A는 CK가 상승 에지일 때는 그전을 유지하다가, 하강 에지일 때 in을 그대로 출력하는 동작을 한다.
OUT은 CK가 상승 에지일 때는 A값을 출력하고 하강 에지일 때는 전 값을 그대로 유지한다.
이렇게 때문에 플립플롭이 에지에서 반응한다고 보는 것이다. 즉, D F/F의 특징인 상승 에지에 따라 입력값을 그대로 출력시키는 것이다.
2. SR F/F ( SR플립플롭 )
SR F/F은 간단하다. SR 래치에 AND 게이트를 단것이다. 근데 입력이 11 일 때는 사용을 못하는데 이것을 보안하기 위해 나온 것이 JK F/F이다.
3. JK F/F ( JK플립플롭 )
D F/F과 함께 시스템에서 가장 많이 사용한다. J는 S에 대응하고 K는 R에 대응한다. SR에서 사용하지 못했던 11을 토글링함으로 대체한다.
4. T F/F ( T플립플롭 )
JK F/F 에서 JK자리에 하나의 입력을 집어넣는 것이다.
T가 0일 때는 이전의 값을 그대로 유지하고 1이 되면 토글. 즉, 값을 뒤집는 것이다.
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