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【応用情報技術者試験】フリップフロップ

フリップフロップ(Flip-Flop: FF)は、1ビットのデジタル情報(”0″または”1″)を一時的に記憶(保持)できる、順序回路の基本論理回路です。入力がなくなっても直前の状態を保持し、クロック信号に同期して動作するのが特徴です。RAMやレジスタ、カウンター、分周回路など、コンピュータの記憶装置の基本構成要素として広く用いられています。 

順序回路
現在の入力信号だけでなく、過去の入力によって決まる「内部状態(記憶)」を合わせて出力を決定するデジタル回路です。

フリップフロップの主な種類

  • RSフリップフロップ (RS-FF): SET(S)でセット、RESET(R)でリセットされる基本タイプ。R=S=1は禁止。
  • Dフリップフロップ (D-FF): 入力Dがそのまま出力Qになる。データを保持する(遅延させる)用途に最適。
  • JKフリップフロップ (JK-FF): RSの発展型。J=K=1の時に出力が反転(トグル)し、RSの欠点(禁止入力)を解消。
  • Tフリップフロップ (T-FF): 入力Tが入力されるたびに出力Qが反転する。カウンターや分周回路に使われる。 

特徴

  • 情報の保持: 入力信号が消えても、次の入力があるまで出力状態を維持する(双安定性)。
  • 順序回路: 現在の出力が、過去の入力履歴(状態)に依存する。
  • 動作原理: 通常、NORゲートやNANDゲートを組み合わせて構成され、クロック信号(CLK)の立ち上がり/立ち下がり(エッジ)で動作する。
  • 揮発性: 電源が切れると保持していた情報は失われる。 

名称の由来

「flip(パタパタひっくり返る)」と「flop(パタンと切り替わる)」という、シーソーのような2つの安定状態を持つ動作イメージに由来する。 

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