historia del diseño de flip-flop D activado por borde utilizando tres pestillos SR

Estoy interesado en la historia del diseño lógico para el flip-flop D activado por borde, como se usa en el SN7474. El diseño se compone de tres pestillos de configuración y reinicio (seis puertas NAND en total) por flip-flop.

¿Alguien sabe en qué año se introdujo el SN7474 o tiene una hoja de datos anterior (antes del Libro de datos TTL de 1973 para ingenieros de diseño, primera edición)? Lo encontré listado en catálogos de distribuidores desde 1967 (año editado el 2017-07-21, anteriormente escribí 1971).

Otra hoja de datos temprana que encontré usando este diseño lógico específico para un flip-flop D activado por borde es de un chip TTL que no es de la serie 7400, el Motorola MC3060/3160, que es miembro de la serie MTTL III MC3000/MC3100 .El MC3060 está cubierto en el libro de datos de IC de Motorola 1968, en la página 4-138. El libro de datos TI TTL de 1976 para ingenieros de diseño, 2.ª ed. enumera el SN74H74 como reemplazo directo del MC3060.

He buscado patentes de EE. UU. para el diseño de flip-flop activado por borde, pero no he encontrado una específicamente para el diseño de tres pestillos SR.

El tema surgió como resultado de una discusión en una lista de correo privada sobre el hecho de que el diseño de flip-flop maestro-esclavo convencional de JK NO se activa por el borde; los pulsos en J y/o K mientras el reloj está alto pero estable pueden afectar las salidas Q (y no Q) del FF en el siguiente flanco descendente del reloj. Ese comportamiento se conoce como "captura de pulsos", y dicho flip-flop se denomina correctamente activado por pulsos o activado por nivel, pero no activado por flanco. Las primeras hojas de datos sobre los flip-flops maestro-esclavo JK en realidad tenían la terminología correcta y establecían específicamente que J y K no deberían cambiar mientras el reloj está alto.

Hay verdaderos flip-flops JK activados por borde que utilizan un derivado del diseño D FF de tres pestillos SR, generando efectivamente una entrada D interna al FF desde J, K y Q (y/o no-Q). El 74x109 es un ejemplo de eso, usando una entrada que no es K en lugar de una K verdadera.

Los flip-flops maestro-esclavo D se activan efectivamente por flanco, a diferencia del maestro-esclavo JK. Es posible construir un verdadero flip-flop JK maestro-esclavo activado por borde, usando un D maestro-esclavo con el D generado internamente como se describe anteriormente.

Los diseños de flip-flop activados por borde CMOS casi siempre se basan en un diseño maestro-esclavo que utiliza puertas de transmisión.

Sé con certeza que el Eniac estaba usando pestillos SR en su unidad de control del programa del acumulador usando 6SN7. Debe haber un flop D desencadenado por el borde en alguna parte. ¿Estás incluyendo los tubos? ¿O estrictamente limitado a solo dispositivos semiconductores en esta cosa de la historia? (Y es posible que todavía tenga algunas piezas de SN7474 de 1972. Sé que las tenía antes de poder obtener el elegante libro de datos, que luego me alegró mucho obtener. Mi memoria es vaga, pero podría haber pagado $ 5 de vuelta entonces para eso. Sin embargo, recuerdo haberlo recibido muy bien.)
Los pestillos SR basados ​​​​en tubos (pestillos biestables o multivibradores biestables, aunque generalmente no se llamaban así en ese momento) existían en la década de 1940. AFAIK, nunca hubo flip-flops disparados por el borde del estilo moderno (IC de la década de 1970) utilizados en equipos de tubo, o incluso en equipos de transistores discretos, porque eso sería una gran pérdida de recursos. Los FF de tubo a menudo se activaban por el borde en virtud de una entrada acoplada capacitivamente, que a veces también se usaba con transistores discretos e incluso con los primeros diseños de circuitos integrados.
Gracias Eric por la corrección en el punto estrecho que estás haciendo. Estoy recopilando su pregunta apenas rasca la superficie y estaré muy interesado en un documento sobre el tema que podría escribir cuando todo esté dicho y hecho.
No tengo previsto escribir un artículo al respecto, sin embargo, si obtengo información de fuentes externas a este foro, la publicaré aquí. Supongo que no es sorprendente que sea difícil encontrar este tipo de información histórica dado que todos normalmente se enfocan en las últimas y mejores partes. (Me incluyo). Además de preguntar aquí y en otros foros en línea, pasaré un tiempo en la biblioteca de la Escuela de Minas de Colorado leyendo revistas electrónicas de la década de 1960.
Creo que su esfuerzo (y los conocimientos desarrollados a través de ese proceso) valen la pena y deben capturarse para el beneficio de otros, si es posible. Pero, por supuesto, solo si se siente capaz de permitirse ese paso final.
Una forma de ahorrar energía en el silicio es usar lógica dinámica, que se restablece al comienzo del ciclo del reloj y luego captura los cambios de estado. (Creo que lo dije correctamente). Esta puede ser la versión de la década de 1990 del FF de 3 pestillos.
Los circuitos de cierre se 'inventaron' mucho antes de los años 60. Busque Eccles-Jordan. (c 1918-1920)
Gracias, Jim, pero conozco muy bien la historia de los primeros multivibradores y flip-flops, con válvulas, transistores e incluso electromecánicos. Tal vez no fui lo suficientemente claro como para buscar la historia de un tipo muy específico de flip-flop D activado por el borde.
@analogsystemsrf, antes de finales de la década de 1960, casi todas las computadoras y sistemas digitales complejos usaban pestillos en lugar de verdaderos D FF activados por borde que son omnipresentes en el diseño actual, para minimizar el recuento de componentes. La lógica dinámica (por ejemplo, la lógica dominó) se usó en MOS durante muchos años tanto para el bajo número de componentes como para la baja disipación de energía. TTL a partir de fines de la década de 1960 y CMOS, principalmente desde fines de la década de 1980 en adelante, hicieron que el verdadero D FF disparado por el borde generalmente fuera una mejor compensación.

Respuestas (2)

La computadora de guía Block II Apollo (1965) usó el circuito flip flop activado por borde de tres SR. No sé si este fue el origen del circuito, pero esto retrasa la fecha unos años. El circuito es similar al flip flop del 7474, pero usa compuertas NOR en lugar de compuertas NAND.

El AGC fue una de las primeras computadoras basadas en IC, construida a partir de puertas NOR. Usó pestillos SR ampliamente; el flip flop activado por borde no es tan común, pero se usa, por ejemplo, aquí y aquí . Una variante de siete puertas está aquí .

(Gracias a Mike Stewart por la información).

Esquema de un flip flop activado por borde construido a partir de 6 puertas NOR.

Editar: me encontré con un documento de 1966 que llama a esto un "flip flop de Westinghouse" ( Apollo Block II y LEM Computer Design Review página E-1). American Microelectronics Data 1964-1965 muestra el "contador binario de seis puertas" Westinghouse WM-2203 usando este circuito. También hay una patente de Westinghouse 3018388A para un flip flop que podría estar relacionado. Finalmente, este documento de la NASA de 1966 describe a Westinghouse construyendo un IC sincronizador de fuente de alimentación utilizando este circuito flip flop, llamado "binario de seis puertas". Concluyo que Westinghouse tuvo un papel clave en la creación de esta chancla.

Tal como está dibujado, es un flip-flop T activado por borde, pero claramente es muy similar al diseño D FF activado por borde. Para un D FF, el pin E 37224 sería la entrada D del FF (en lugar de estar conectado al pin K 37726), y el pin B 37721 estaría conectado al pin K 37224. Me pregunto si el laboratorio de instrumentación tiene cuadernos de ingeniería que documenten el diseño. proceso.

Lea el libro RTL de Don Lancaster en 1968. Está en http://www.archive.org

RTL vino antes de TTL y alrededor de la página 112 describe los FF en detalle, pero no un libro de datos de componentes.

pero si busca allí, también encontrará todos los libros de datos.

Ese sitio www no funciona para mí. Solo para tu información.
Gracias. ¿Qué? ¿La máquina del camino? Solo lo uso para encontrar enlaces web antiguos que ya no funcionan. Conecté don lancaster rtl y no pude encontrarlo. ¿Eres capaz de hacerlo? Si es así, agradecería un enlace más completo.
He leído eso, y libros de datos que cubren RTL, y por lo que puedo decir, no había verdaderos flip-flops D activados por borde, y mucho menos del diseño de tres pestillos SR. Tampoco he encontrado ninguno en DTL o ECL.
Tentativamente voy a tener que retractarme de mi comentario anterior. Parece que el MC778/878 (mW RTL) usa el diseño de tres cerrojos SR y se activa por el borde. Se describe en el Libro de cocina RTL de Lancaster a partir de la página 128, pero en realidad no llama la atención sobre que realmente se active por el borde. Aparece en el databook de Motorola IC de 1968, pero sin datos completos, que está presente en el databook de 1968. Es más rudimentario que el MC3060 y el SN7474, ya que el preajuste asíncrono y el borrado solo funcionan cuando el reloj está alto. No está claro si es anterior al MC3060.
¡Error de tipografía! Quise decir que los datos completos sobre el MC778 aparecieron en el libro de datos IC de Motorola 1969, en lugar de solo una mención en el libro de 1968.
historia del diseño de flip-flop D activado por borde utilizando tres pestillos SR
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