Diferencias entre flip-flops y puertas

Un flip-flop es un tipo de circuito lógico. Se compone de puertas. Los flip-flops se usan generalmente para almacenar información, mientras que una puerta solo conoce las entradas actuales.

Dicho de otra manera, un flip-flop es un grupo de puertas dispuestas de manera que tengan memoria de entradas previas.

Una puerta realiza una función lógica (AND, OR, NAND, NOR). Su salida siempre representa el estado actual de sus entradas.

Los flip-flops son elementos de almacenamiento biestables. Sus salidas representan los resultados de las entradas en algún momento anterior.

Tanto los pestillos como los flops están hechos de puertas más básicas. Estos son los elementos NAND, NOR, inversores, compuerta de transmisión, elementos de triple estado y, posiblemente, más dependiendo del nodo de tecnología. Pero tanto un pestillo como un flip flop seguirían siendo considerados una puerta lógica (pero no una puerta lógica de una sola etapa).

Un flip-flop está hecho de dos pestañas de espalda con espalda con relojes de fase opuesta, en una topología maestro-esclavo. Esto forma un sistema de bloqueo y represa donde solo en un borde activo la salida de los estados de cambio de FF.

Alternativamente, se abre un pestillo durante alguna ventana de transparencia con el reloj. Esto significa que los cierres suelen estar abiertos (transparentes) durante un semiciclo completo (cuando el reloj es alto o bajo).

Vea otras publicaciones que se detallan un poco más con los circuitos:

¿Qué es un flip flop?

Diferencia entre latch y flip-flop ?

La diferencia básica entre Gates y Flip-Flops es muy similar a la diferencia entre el ADN y los humanos ... uno se define y posteriormente se construye completamente a partir del otro. Las puertas son los bloques de construcción fundamentales de todas las soluciones lógicas y son inherentemente asíncronas, pero se pueden usar para construir redes lógicas síncronas (sincronizadas).

Si sabes poco o nada acerca de la lógica digital y realmente quieres aprender lo suficiente como para ser peligroso, empezaría con un aprendizaje de diseño básico.
El problema hoy es que una introducción a la lógica es invariablemente en una progresión muy rápida desde SSI (su puerta SSI típica como un xx7400) a un HDL (lenguaje de descriptor de hardware, el lenguaje usado para describir la lógica) y rápidamente se vuelve bastante complejo. > Para comenzar a aprender con SSI, MSI y LSI (los bloques lógicos más antiguos y más pequeños) realmente necesita utilizar un libro que tenga entre 8 y 10 años.
Algunos textos intentan modernizarse como Roth & Kinney Fundamentals of Logic Design pero se vuelven algo más difíciles de leer en el proceso. (Puede encontrar este texto en línea con la búsqueda de Google "fundamentos del diseño lógico, 7ª edición, pdf")

Mi recomendación personal son libros como los Principios y Prácticas de Diseño Digital de Wakerly que se centran en HDL como solución, pero que lo guían a través de SSI, MSI, PAL / PLD, CPLD y, finalmente, a FPGA. Es un excelente recurso de aprendizaje adaptado a las soluciones FPGA de Xilinx y directamente a su plataforma de desarrollo.
Nuevamente puedes buscar en línea y encontrar copias del libro.

OMI para cualquier persona que intente aprender diseño digital en estos días, necesita utilizar rápidamente los dispositivos PLD / CPLD. Siguen siendo la única oportunidad restante para aprender con chips DIP. En unos pocos años más, estos pueden desaparecer para siempre, pero hoy en día todavía puede obtener un número decente de PLD basados en 22V10 en el que puedes construir soluciones lógicas basadas en gate convencionales.

Una puerta ideal y un flip flop ideal encapsulan dos comportamientos fundamentalmente diferentes. Una compuerta ideal tiene una salida que subirá o bajará instantáneamente en función de los estados de las entradas. Un flip flop ideal tiene una salida que se mantendrá en un valor constante, excepto en una subida o bajada, o se recibe cualquier borde en la entrada del reloj, con lo cual capturará instantáneamente el estado en que la entrada de datos tuvo una cantidad infinitesimal de tiempo antes del reloj. borde, y comenzará a emitir el nuevo estado una cantidad infinitesimal de tiempo más tarde.

Las puertas ideales no proporcionan ningún medio para crear ningún tipo de retraso, ya que sus salidas responden inmediatamente a los cambios en sus entradas. Es posible construir circuitos de retención a partir de puertas ideales si las condiciones necesarias para el cierre siempre se mantendrán durante un tiempo finito. Sin embargo, no es posible construir un flip flop a partir de puertas ideales porque un flip flop requiere un elemento que pueda retrasar el cambio en la salida hasta después de haber muestreado la entrada y / o retrasar cualquier cambio en la entrada para que capture el estado que tenía la entrada antes del borde del reloj.

Cuando se trabaja con partes reales, la distinción entre chanclas y puertas es menos rígida que con las partes ideales, ya que a menudo las salidas de las puertas reales requieren una cantidad de tiempo bastante predecible para cambiar en respuesta a sus entradas. Esto hace posible usar puertas para construir retrasos del tipo necesario para hacer que un flip flop funcione. Aún así, creo que la distinción es útil porque un diseño que utiliza chanclas y puertas puede funcionar cuando se usa cualquier combinación de partes que sean al menos tan buenas como prometen, mientras que un diseño que intenta construir los fracasos de las puertas pueden fallar si algunas puertas son más rápidas de lo prometido, pero otras no.