Schaltung mit D-Flipflop (Informatik)?
Ist jemandem klar, wie das unten markierte Bauteil funktioniert? Und wie würde dann bei a) der Verlauf von a und y aussehen
2 Antworten
Das ist ein D-Flip Flop. Das "D" steht für "Daten".
Das wird benutzt um Daten zu speichern.
In einem Computer dessen CPUs aus einzelnen Logic ICs aufgebaut ist (z.B. die berühmte PDP-11) werden D-FF als Arbeitsregister der CPU verwendet. Die sitzen natürlich zu hunderten in abgewandelter Form in einer modernen CPU integriert drin.
Benutzt werden die in dem der Eingang an einem Datenbus sitzt wo ständig irgendwelche Daten aufgeschaltet werden. Auf ein Signal hin (hier CLK) können die Daten dann gezielt in das FF übernommen werden. Der Ausgang Q nimmt dann bis zum nächsten Taktsignal den Zustand des Eingangs an.
So kann dann eine Variable oder das Ergebnis einer Berechnung in das Arbeitsregister einer CPU übernommen werden.
Das Arbeitsregister lässt sich auch gezielt mit einem Befehl löschen, also auf "0" setzen. Dafür ist der RST Eingang zuständig. So muss man nicht extra aufwändig eine "0" in dieses Register kopieren um es zu "löschen". Sobald RST auf "1" steht, ist Q immer "0", egal was sonst so passiert.
Zurück zur Aufgabe, immer wenn die CLK Leitung "1" ist, ist Q gleich X. Ist die CLK Leitung "0", bleibt Q auf dem Zustand den Q davor auch hatte. Der Zustand bleibt gespeichert, das ist die Aufgabe eines D-FF! Das "a" ist der Zustand von Q. In Schaltplänen muss man die Leitungen mehrerer FF ja unterscheiden können, also vergibt man der Leitung die an Q angeschlossen ist Namen. Zum Beispiel "Data-Line 1", "Data-Line 2" usw. Oder in diesem Fall halt "a".
Und Y wird durch ein AND Gatter erzeugt, hängt also vom Zustand von Q (also a im Diagramm) und x ab. Das AND Gatter ist ja supereinfach im Diagramm zu zeichnen sobald man das a eingetragen hat.
x wird bei der steigenden Taktflanke auf a übernommen. Solange RST ansteht, ist a=0.