フリップフロップ回路に関する質問

質問

フリップフロップ回路にはRS型、JK型、D型、T型といろいろな種類がありますが、
実際の回路ではどのようにして使い分けているのでしょうか？
例えば同じ回路の中では全てその型を揃える必要があるのでしょうか？

回答No.3

electron11 · ベストアンサー

＃２さんは何度も回答しずらいでしょうから代わりに　お答えしましょう
D型が殆ど使用されているのは＃２さんの言われる通りです

同期型とは
複数個使われているFFが同一クロックで駆動され　状態が同時に変化する構造しているもの　例えば同期カウンター、シフトレジスター
出力状態が同時に変化します　厳密には素子のバラツキでホンの少し違いは起こりますが原理上は同時変化します

非同期型は同一クロックでないもの　リップルカウンターとか
これは次段のFFが前段のFF出力をクロックとしますので出力状態が最後段になるほど遅れます
でもこれを逆に利用する事もありますけれど

JK-FFはクロックの後縁で状態変化しますので遅れが起こるのです　これは使用上の欠点です
その為にＤ型が考案されたと聞いてます
RS型は2入力ゲート2個で作れる簡単なメモリーに使えますので　余ったゲートを使い利用する事はあります

制御信号の場合ですが　これにも同期/非同期があります　状態を強制的に変えたい時などに使う入力信号です　セット、リセット入力等
クロックに同期して入力しないと動作しないものがあり　これは同期制御入力と言います
クロックと無関係にいつでも制御出来る非同期入力タイプもあります

色々なFFについての説明サイト見つけました　参考URL

参考URL：

http://laputa.cs.shinshu-u.ac.jp/~yizawa/logic2/chap2/index.html

お礼

ご回答ありがとうございます。

でもどうしても分からないことがあります。
教えてくださったサイトも見ていますし、書籍も何冊か漁っています。
それでも分かりません。

JKは同期型、RSは非同期型、
この違いってクロック用の入力端子をもっているかいないだけの違いではないのでしょうか？
言い換えるとRS型であってもクロック用の入力端子をつければ同期型になると思うのですが、そうはならないのでしょうか？
JKであってもクロック用の入力端子を外せば非同期型になるように思うのですが、そうはならないのでしょうか？

回答No.2

mahaze

＃１です。

>Ｄ型を用いてＪＫやＴを作ることが出来るが、特にそんなことはしない
これに近いですかね。
機能を作ってるうちにJKやＴの動きをＤ型にさせていたりしますが、ＪＫやＴを作ろうとしてやっているわけではありません。
デジタル論理を作る上でＤ型だけで事足りてしまうので、他の型は使わないです。

Ｄ型を用いるメリットは、汎用性があり、必要なトランジスタ数が少ないからだと思います。
（Ｔ型の方がトランジスタ数は少ないかもしれませんが、汎用性がありません）

ライブラリというのはＩＣを設計するときに半導体ベンダが用意するデジタル回路の部品群です。（ANDやORやＦＦなど）
これらを組み合わせて設計します。
最近はハードウェア言語による設計なので、ＣＡＤで部品を置いて線をつなぐなんてことはしないですけどね。

お礼

ご回答ありがとうございます。

もう一つだけお願い致します。

同期型、非同期型というのはどういうことなのでしょうか？
フリップフロップで同期、非同期という意味が分かりません。
よろしくお願いいたします。

回答No.1

mahaze

実際の半導体の設計などではＤ型しか使わないですね。使い分けはしません。
ＪＫもＴも同じ動作はＤ型を用いて作れるので。
半導体ベンダのライブラリにもＤ型しか用意されてない場合がほとんどです。
ＲＳは非同期になってしまうので、同期回路の中では使いたくないです。
今はライブラリに存在してないですし。
同期型に論理を変更してＤ型で同じ動作の論理にします。

ちなみに同じ回路の中で型を揃える必要はないですが、前述の理由から全部Ｄ型になります。

お礼

ご回答ありがとうございます。

Ｄ型を使う理由というのはＪＫもＴなど他の型も作ることが出来るということだということでしょうか？
ということはＤ型を用いたＪＫやＴが乱立しているということなのか、Ｄ型を用いてＪＫやＴを作ることが出来るが、特にそんなことはしないのかどちらなのでしょうか？
もし後者の意味だとするとＤ型を用いるメリットというのがＪＫやＴと比べるとあまりないように思うのですがどうでしょうか？

それと出来ればライブラリというものは何か教えて下さい。