Comprensión de flip-flops/registros en bajo nivel

Así que estoy leyendo "Elementos de los sistemas informáticos" tratando de entender realmente cómo funciona todo debajo (cualquier otra sugerencia de libro/artículo que ayudaría sería increíble). Computadora de 4 bits o algo similar (pero eso está lejos).

De todos modos, estoy mirando la Sección sobre Lógica Secuencial, y supongo que me estoy confundiendo con el "tiempo" o el reloj cuando se trata de registros y chanclas. Cuando pienso en chanclas, pienso en el esquema como este:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Así que estoy un poco confundido cuando dice out(t) = in(t-1). De hecho, ¿cómo se representa exactamente un 0 en este caso? Sé que 1 es un voltaje que se envía, pero ¿cómo podría algo como un Registro que contiene 1 o 0 saber cómo diferenciar la diferencia de tiempo en la señal que se envía?

También estoy un poco confundido por la parte de registro de 1 bit. ¿Dice que si hay una carga que se "envía por la línea" que la salida es la misma que esa carga (supongo que la carga es igual a 1 o una corriente que se envía)

Registro/Flip-Flop

como pueden ver, estoy un poco confundido, lo siento si estoy por todos lados, pero creo que es el "reloj" lo que me está confundiendo.

otras fuentes o referencias: youtube.com/watch?v=fWqBmmPQP40 De todos modos, este SE no es para compartir referencias y enlaces.

Respuestas (3)

Hay chanclas y hay chanclas.

El esquema RTL (lógica de resistencia-transistor) que muestra es un multivibrador biestable simple que se configura o restablece mediante pulsos en las entradas E1 y E2. Por ejemplo, pulsar E1 alto hará que A1 baje y A2 suba.

"Elements of Computing Systems" está hablando de un tipo diferente de flip-flop: el flip-flop activado por borde maestro-esclavo. En lugar de ser impulsado por pulsos, este tipo de flip-flop reacciona al flanco ascendente de una señal de reloj de onda cuadrada (típicamente). La salida del flip-flop inmediatamente después de ese flanco de reloj coincide con la entrada justo antes de ese mismo flanco de reloj. Aquí es de donde proviene la notación t y t-1.

En su forma más fácil de entender, el flip-flop maestro-esclavo tipo D consta de ocho puertas NAND (u ocho puertas NOR en RTL) y dos inversores. Como puede suponer, esto se vuelve engorroso de dibujar como un esquema usando resistencias y transistores. Es mucho más fácil dibujar el esquema de una puerta y luego usar un símbolo para representar esa función lógica en estructuras de orden superior.

Sin embargo, en los días en que las computadoras realmente se construían usando transistores discretos, la lógica maestro-esclavo era relativamente rara. En cambio, se generaron relojes multifásicos para que se pudieran usar los flip-flops más simples impulsados ​​por pulsos, manteniendo baja la complejidad general del circuito.

Vale la pena señalar que cuando se usan partes discretas, los capacitores se pueden usar para obtener un comportamiento activado por borde sin tener que usar elementos de almacenamiento maestro/esclavo basados ​​en transistores. El uso de capacitores de esta manera puede limitar las velocidades a las que pueden operar los dispositivos (un dispositivo con un reloj de flanco ascendente puede requerir un tiempo de configuración significativo durante el cual los datos son válidos y el reloj bajo, antes del flanco ascendente), pero usar dos límites , dos transistores y dos diodos, puede ser preferible a tener que usar más transistores.

Piense en la "t" de arriba como el NÚMERO de reloj. Es decir, después de 3453 relojes, la salida estará en un estado "1". Por lo tanto, 't+1" = número de reloj 3454.

Esa declaración para la salida básicamente dice que la salida después de un reloj dado es la misma que se presentó en la entrada después del reloj anterior.

Es una mezcla confusa entre variables discretas y continuas.

El libro CÓDIGO: El lenguaje oculto del hardware y software de la computadora es un gran libro que comienza con los conceptos básicos de cómo funciona un transistor y continúa explicando un sistema informático completo. Lo recomiendo altamente. Suena como exactamente lo que estás tratando de aprender. ¡Espero que esto ayude!