Biegonkor

Biegonkorra —ingelesez: ''flip-flop edo latch''— multibibratzaile bat da, perturbaziorik ezean 0 edo 1 egoera behar bezainbeste denboran mantentzeko gai dena. Ezaugarri hau dela eta, elementu elektroniko hau oso erabilia da elektronika digitalean.

Egoera batetik besterako aldaketa, biegonkorrak dituen sarreren bidez egiten da eta sarrera hauen arabera, biegonkorrak bi taldetan sailka ditzakegu:

• Asinkronoak: kitzikapen-sarrerak soilik dituzten biegonkorrak dira eta hauen egoera, kitzikapen-sarreraren bat aldatzean eguneratzen da.
• Sinkronoak: kitzikapen-sarrerez gain, denborazko kontrol-sarrera bat (erlojua deiturikoa) duten biegonkorrak dira eta hauen egoera, denborazko kontrol-seinaleak adierazten duenean eguneratzen da.

Bestalde, biegonkorrek bi irteera izan ohi dituzte: irteera zuzena (Q) eta ezeztatua (Q’); eta hauek 0 edo 1 balioa izan dezakete, biegonkorraren egoeraren arabera.

Biegonkor motak

Jarraian, biegonkor mota ezberdinak aztertuko dira: RS biegonkorra, D biegonkorra, T biegonkorra eta JK biegonkorra.

RS biegonkorra (Set Reset)

RS biegonkorra memoria funtzioa duen elementu elektronikoa da. Bi kitzikapen-sarrera ditu: reset (R) eta set (S).

• Reset (R): linea hau aktibatzeak biegonkorraren irteera zuzena (Q) maila baxuan jartzen du; hau da, 0 balioa ematen dio. Irteera ezeztatuak, berriz, 1 balioa hartzen du.
• Set (S): linea hau aktibatzeak biegonkorraren irteera zuzena (Q) maila altuan jartzen du; hau da, 1 balioa ematen dio. Irteera ezeztatuak, berriz, 0 balioa hartzen du.

Bi sarreretako inor aktibatzen ez bada, biegonkorrak aurretik zuen egoera izaten jarraituko du. Bi sarrerak batera aktibatzen badira, berriz, bi irteerek (zuzenak eta ezeztatuak) balio bera hartuko dute eta horrek arazo bat dakar; izan ere, bi irteerek balio bera dutenean bi sarrerak desaktibatzen badira, ezin izango da jakin irteera zein baliorekin geratuko den. Hori dela eta, egia-tauletan, saihestu beharreko kasu bezala tratatzen da azken hau.

RS biegonkor asinkronoa

Biegonkor mota honek R eta S kitzikapen-sarrerak soilik ditu eta beraz, hauetakoren bat aldatzean, biegonkorraren egoera eta irteerak eguneratu egiten dira.

Biegonkor hauen barne egitura NOR edo NAND ate logikoz osatuta dago eta barne egitura honen arabera, R eta S kitzikapen-sarreren aktibazioa modu ezberdinean egiten da. Biegonkorra NOR ate logikoz egina bada, 1 logikoa aplikatzen da R eta S sarreretan, hauek aktibatzeko; biegonkorra NAND ate logikoz osatuta badago, berriz, 0 logikoa aplikatzen da aipatutako sarrerak aktibatzeko.

Jarraian ditugun irudietan, alde batetik, biegonkorren barne-egitura eta beraien sinboloak daude ikusgai, eta, bestetik, RS biegonkor asinkronoaren egia-taula ageri da elementu honen funtzionamendua adieraziz.

RS biegonkor asinkronoak NOR ate logikoekin (a), NAND ate logikoekin (c) eta hauen sinboloak, hurrenez hurren (b) eta (d).

R	S	Q (NOR)	Q (NAND)
0	0	q	SBE
0	1	1	0
1	0	0	1
1	1	SBE	q
SBE= Saihestu beharreko egoera q= Aurreko egoera

RS biegonkor sinkronoa

Biegonkor mota honek, R eta S kitzikapen-sarrerez gain, denborazko kontrol-sarrera bat (C) du. Kasu honetan, biegonkorraren egoera aldatzeko, ez da nahikoa R edo S sarreren balioa aldatzea, denborazko kontrol-seinaleak ahalbidetzen baitu egoera eguneratzea. Hau da, denborazko kontrol-sarrera aktibatzean (1 balioa hartzen duenean), biegonkorrak bere egoera eta, beraz, irteerak eguneratuko ditu eta hauen balioa, kitzikapen-sarreren egoeraren araberakoa izango da.

Jarraian ageri diren irudietan, alde batetik, RS biegonkor sinkrono baten eskema eta sinboloa ageri da, eta, bestetik, biegonkorraren funtzionamendua deskribatzen da egia-taula baten bitartez.

RS biegonkor asinkronoaren zirkuitua (a) eta sinboloa (b).

C	R	S	Q (NOR)
0	X	X	q
1	0	0	q
1	0	1	1
1	1	0	0
1	1	1	SBE
X= ez dio axola

D biegonkorra (Data edo Delay)

D biegonkorra biegonkor asinkronoa da eta bi sarrera ditu: denborazko kontrol-sarrera (C) eta kitzikapen-sarrera bat (D).

Biegonkor honetan, denborazko kontrol-sarrera aktibatzean edota aktibo dagoen bitartean, irteera zuzenak D kitzikapen-sarrerako balioa hartzen du; irteera ezeztatuak, berriz, irteera zuzenaren aurkako balioa.

Denborazko kontrol-sarrera aktibatzeko moduaren arabera, 2 motatako D biegonkorrak bereizten dira:

• Mailaz aktibatua (maila altuaz edo baxuaz): kasu honetan, denborazko kontrol-sarrera aktibatzeko, 0 edo 1 balioa (biegonkorraren arabera) aplikatu behar da aipatutako sarreran.
• Saihetsez aktibatua (goranzko saihetsez edo beheranzko saihetsez): kasu honetan, denborazko kontrol-sarrera goranzko saihetsean (0 egoeratik 1 egoerarako aldaketan) edo beheranzko saihetsean (1 egoeratik 0 egoerarako aldaketan) aktibatzen da, biegonkorraren arabera.

Honako ekuazio honek deskribatzen du D biegonkorraren funtzionamendua:

$Q_{\rm {hurrengoa}}=D\,$

Azkenik, esan behar da biegonkor hau oso egokia dela bit bat memorian gordetzeko; hori dela eta, memoria biziaren (RAM memoriaren) oinarrizko gelaxka da.

Jarraian ageri diren irudietan, alde batetik, D biegonkorren sinboloak ageri dira, eta, bestetik, biegonkorraren funtzionamendua deskribatzen da egia-taula baten bitartez.

Maila altuaz aktibatzen den D biegonkorraren sinboloa (a) eta goranzko saihetsez aktibatzen den D biegonkorraren sinboloa (b).

D biegonkorraren egia-taula

D	Q	Qhurrengoa
0	X	0
1	X	1
X=ez du axola

T biegonkorra (Toggle)

T biegonkorra biegonkor asinkronoa da eta bi sarrera ditu: denborazko kontrol-sarrera (C) eta kitzikapen-sarrera bat (T).

Biegonkor honen egoera aldatzeko, denborazko kontrol-seinalea aktibatzean T sarrerak maila altuan (1 balioarekin) egon behar du. Hala ez bada, biegonkorrak aurretik zuen egoera mantentzen du.

Honako ekuazio honek deskribatzen du aipatu berri dugun funtzionamendua:

$Q_{\rm {hurrengoa}}=T\oplus Q\,$

Bestalde, esan behar da, kasu honetan denborazko kontrol-seinalea saihetsez aktibatzen dela; hau da, maila batetik besterako trantsizioan.

Jarraian ageri diren irudietan, alde batetik, T biegonkorraren sinboloa ageri da, eta, bestetik, egia-taula bat dago biegonkorraren funtzionamendua deskribatuz.

Goranzko saihetsez aktibatzen den T biegonkorra.

T biegonkorraren egia-taula

T	Q	Qhurrengoa
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0

JK biegonkorra

Biegonkor mota guztietatik hau da osatuena eta baita gehien erabiltzen dena ere. JK biegonkorra biegonkor asinkronoa da eta hiru sarrera ditu: denborazko kontrol-sarrera (C) eta bi kitzikapen-sarrera: J eta K.

Funtzionamendu aldetik, RS biegonkorraren antzekoa da, baina honek ez du saihestu beharreko egoerarik.

• J: linea hau aktibatzeak biegonkorraren irteera zuzena (Q) maila altuan jartzen du; hau da, 1 balioa ematen dio. Irteera ezeztatuak, berriz, 0 balioa hartzen du.
• K: linea hau aktibatzeak biegonkorraren irteera zuzena (Q) maila baxuan jartzen du; hau da, 0 balioa ematen dio. Irteera ezeztatuak, berriz, 1 balioa hartzen du.

Bi kitzikapen-sarreretako inor aktibatzen ez bada, biegonkorrak aurreko egoeran jarraitzen du. Bi sarrerak batera aktibatzen badira, berriz, biegonkorraren egoera aldatu egiten da; hau da, irteerek zuten balioaren aurkakoa hartzen dute.

Honako ekuazio honek aipatu berri den funtzionamendua deskribatzen du:

$Q_{\rm {hurrengoa}}=J{\overline {Q}}+{\overline {K}}Q$

Jarraian, funtzionamendu hau deskribatzen duen egia-taula ageri da.

J	K	Q	Qhurrengoa
0	0	0	0
0	0	1	1
0	1	X	0
1	0	X	1
1	1	0	1
1	1	1	0
X= ez dio axola

JK biegonkorren barruan, bi mota bereizten dira: saihetsez aktibatutako JK biegonkorra eta maisu-esklabu JK biegonkorra. Bien funtzionamendua oso antzeko bada ere, badituzte zenbait berezitasun eta hori aztertuko dugu jarraian.

Saihetsez aktibatutako JK biegonkorra

Biegonkor mota honetan, denborazko kontrol-seinalea saihetsez aktibatzen da, hau da, maila batetik besterako trantsizioan. Aktibazioa lortzen duen saihets hau gorazkoa edo beheranzkoa izan daiteke, biegonkorraren diseinuaren arabera.

Jarraian ageri den irudian, biegonkor mota honen sinboloa ikus daiteke.

Saihetsez aktibatutako JK biegonkorraren sinboloak: gorazko saihetsez aktibatua (a) eta beheranzko saihetsez aktibatua (b).

Maisu-esklabu JK biegonkorra

Biegonkor honek funtzionamendu konplexuagoa du. Kasu honetan, denborazko kontrol-seinalea maila altuan edo baxuan (diseinuaren arabera) dagoenean, J eta K sarreren balioak hartzen dira, baina hauek ez dute irteeran eragiten harik eta denborazko kontrol-seinalean goranzko edo beheranzko (diseinuaren arabera) saihetsa agertzen den arte.

Gaur egun biegonkor mota hau ez da hain ohikoa, gehiago erabiltzen baitira saihetsez aktibatutako JK biegonkorrak.

Jarraian ageri den irudian, maisu-esklabu JK biegonkorren sinboloak daude ikusgai.

Maisu-esklabu JK biegonkorren sinboloak: maila altuaz aktibatua (a) eta maila baxuaz aktibatua (b).

Aplikazioak

Hasiera batean aipatu dugun moduan, biegonkorrek memoria-funtzioa dute, eta hori dela eta, oso erabiliak dira elektronika digitalean.

Biegonkor bat bit bat gordetzeko erabil daiteke. Hori dela eta, biegonkor askotan gordetako informazioaren bidez, sekuentziadore baten egoera errepresenta daiteke, kontagailu baten balioa eman edota ordenagailuko memorian ASCII kodeko karaktere bat adierazi, besteak beste.

Biegonkorren ohiko aplikazioetako bat automata finituen diseinua da. Aplikazio honetan, biegonkorrek automataren aurreko egoera gordetzen dute hurrengoa kalkulatu ahal izateko.

Azkenik, T biegonkorra oso erabilgarria da kontatzeko, bere funtzionamendua dela eta. Biegonkor honi bere denborazko kontrol-sarreran seinale errepikakor bat aplikatuz, bere egoera goranzko edo beheranzko saihets bakoitzeko aldatzen da (beti ere T sarrerak 1 balioa badu). Horrez gain, T biegonkor baten irteera beste baten denborazko kontrol-sarrerara konekta daiteke, eta, modu honetan, biegonkorrak elkarri konektatuz, kontagailu bat lortzen da. Kontagailu honek lehenengo denborazko kontrol-sarreraren ziklo kopurua kontatzen du kode bitarrean, eta bere emaitza biengonkor bakoitzaren irteerak katean hartuta lortzen da. Kontagailuaren balio maximoa 2n-1 da, non n erabilitako biegonkor kopurua den.

Erreferentziak

Kanpo estekak

• Datuak: Q183406
• Multimedia: Flip-flops / Q183406