フリップフロップ
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この項目では、論理回路について説明しています。その他の用法については「フリップフロップ (曖昧さ回避)」をご覧ください。
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出典検索?: "フリップフロップ" ? ニュース ・ 書籍 ・ スカラー ・ CiNii ・ J-STAGE ・ NDL ・ dlib.jp ・ ジャパンサーチ ・ TWL(2015年1月)
R1, R2 = 1 kΩ, R3, R4 = 10 kΩ

フリップフロップ (flip-flop) は、1ビット情報を保持する(記憶する)ことができる論理回路である。
概要

使われる場面によってはレジスタ (register) ともいう。コンピュータ主記憶装置キャッシュメモリレジスタを構成する基本回路の一つである。組合わせ回路を単なる組合わせ論理を実現する回路としてでなく、入力に対して遅延した出力を入力側へフィードバックすることで情報の保持を実現し、順序回路とする所に特徴がある。これは組み合わせ回路では一般にネガティブな性質とされる入力信号に対する出力信号の遅延をフィードバック・ループを構成することで逆に利用しているところが興味深い。その構造は継電器(リレー)を用いた自己保持回路(セルフホールド回路)にも類似している。フリップフロップはその構造上揮発性である。即ち情報は通電中のみ保持され、電源が遮断されると保持していた情報は失われる。フリップフロップで構成するRAMSRAMと呼ぶ。

ラッチの一種(エッジトリガータイプのラッチをフリップフロップ)とすることもあるが、セット・リセットとトランスペアレントタイプのみをラッチとすることもあり(タイプについてはラッチの項目を参照)、また、エッジトリガタイプを同期式フリップフロップ、セット・リセットとトランスペアレントタイプを非同期式フリップフロップ、などとすることもある。

フリップフロップの語源シーソーが左右に傾くこと[1]ビーチサンダルを履いたときの音の flip、flop という擬音を表す英語に由来し[2]、方向転換や態度や決定の転換なども英語では意味する[3][4]
得失

フリップフロップは内部が論理回路で構成されデータの記憶機能を備えているため、例えばコンピュータの記憶装置を構成する回路、すなわちSRAMとしてよく用いられる。論理回路ではなく、コンデンサ(キャパシタとも言われる)の充電状態を使用した記憶方式であるDRAMと比較した場合、コンデンサの自然放電によるデータ消失を防ぐための定期的なリフレッシュ動作(再書き込み)を与える必要がないため、記憶領域へのシンプルかつ高速なアクセスが可能である。ただし、1ビットあたりのトランジスタ数やその配線がDRAMと比べ複雑になるため、ビットあたりのコストは高くなる。

このような性質から近年では、比較的小容量であっても高速性が求められる揮発性RAM領域においては、フリップフロップベースのSRAMCPUのレジスタや、アドレスカウンタ回路と組み合わせ高速なバースト転送を行うことが可能なキャッシュメモリDSP分野などに採用し、その一方で比較的低速であっても大容量が求められる一般的な揮発性RAM領域においては主にDRAMを利用するといったように、それぞれの特長を活かした使い分けが行われている。

フリップフロップはその構造と機能によってRS型(SR型とも呼ばれる。Set-Resetの略)、JK型(語源不明)、D型(Delayedの略)、T型(Toggleの略)といった種類に分類される。
回路の種類
ラッチ回路詳細は「ラッチ回路」を参照
RS型

RSという名称は、リセット (Reset) とセット (Set) の2入力の信号名に由来する。RS型フリップフロップのブロック図と真理値表を示す。

RSフリップフロップ回路図真理値表

入力出力
SRQ
00保持
010
101
11禁止

表で「禁止」とした状態の入力とした場合の動作は一般に不定である。内部の実装方法によっては意図的に利用できる場合もあるが、集積された機能IC等で最も扱いが厳しい場合は、そのような入力にすることは禁止されている場合もあるので、ここでは安全側として「禁止」とした。


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出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)
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