フリップフロップ

フリップフロップは、二つの安定状態を持ち、1ビットの0又は1を保持する順序論理回路です。入力だけでなく直前の状態にも出力が依存し、レジスタ、カウンタ、状態機械などの記憶要素になります。

■ 試験で押さえるポイント

• SR型はSetとReset、D型はクロック時点のDを保持、JK型は特定入力で反転、T型は有効入力ごとに反転するなど、入力と次状態の関係が型ごとに異なります。

• エッジトリガ型はクロックの立上り又は立下りで入力を取り込みます。一定レベルの間入力に追従するラッチとは、状態を更新するタイミングを区別します。

• 入力はクロック前後のセットアップ時間とホールド時間にわたり安定させる必要があります。違反すると出力が一時的に0／1へ確定しないメタステーブル状態になり得ます。

• 複数個を並べるとnビットレジスタを構成でき、T型などを段階接続するとカウンタを構成できます。組合せ回路にはない『状態を記憶する』性質が要点です。

■ 選択肢での判断ポイント

フリップフロップ＝1ビット記憶の順序回路、論理ゲートだけの組合せ回路＝現在入力だけで出力決定、と見分けます。D型では有効クロック時のQ次状態がDです。

例: 正エッジトリガDフリップフロップで、クロック立上り時にD＝1ならQは1になり、次の有効エッジまでDが変化してもQを保持します。8個なら8ビットを保持できます。