VHDL ile Flip-Flop Tasarımı

Adı : VHDL ile Flip-Flop Tasarımı

Flip-Flop Nedir ?

Flip-flop, dijital elektronikte, bir devredeki giriş sinyali ile kontrol edilen, iki stabil durumda bulunan, birçok kullanıma sahip olan temel bir mantık elemanıdır. İçerisindeki mekanizma sayesinde belirli bir zaman dilimi boyunca gelen sinyali saklayabilir, gerekli olduğunda da bu bilgiyi çıkışına gönderebilir. Flip-flop'un en basit hali SR flip-flop olmakla birlikte D, T ve JK flip-flop gibi farklı tipleri de mevcuttur.

Flip-Flop Türleri ve Kodlamaları

SR Flip-Flop

SR flip-flop’un temel özelliği, iki girişi vardır ve bu girişlere sinyal uygulandığında blink olarak çıktı verir. SR flip-flopunun adı set-sıfırla olarak da geçer ve S set, R reset anlamındadır.

Sın(T) = nand(Ç, R)
Rın(T) = nand(Ç, S)
Q = ÇİK (T)
Q(bar) = T

D Flip-Flop

D flip-flop, girişindeki sinyalin rakamını hafızasında tutup, çıkışına bu rakamın aynısını gönderir. Bu tip flip-floplar, kapsamlı sayısal tasarımlarda oldukça yaygın olarak kullanılır.

Dın(T) = nand(Ç, D)
Q = ÇİK (T)
Q(bar) = T

T Flip-Flop

T flip-flop, bir önceki çıkışın tersini veren bir çıkışa sahiptir. Bu tip flip-floplar, sinyali sıkıştırmak ve çıkışın yalnızca 0 veya 1 oalabileceğinde kullanılır.

Tin(T) = nand(Ç, T)
Q = ÇİK(T)
Q(bar) = T

JK Flip-Flop

JK flip-flop, dört temel devreye sahiptir. Bu devre sadece bir önceki durum belirlenerek çalışır.

Jin(T) = nand(Ç, J, Q(bar))
Kin(T) = nand(Ç, K, Q)
Q = ÇIK(T)
Q(bar) = T

Flip-Flop Tasarımı

SR Flip-Flop Tasarımı

Bu tasarımda iki NAND kapısı kullanılır. Çıkışlar birbirine bağlanarak bir geri besleme oluşturulur.

entity SR_FF is
port(S, R, Ç : in bit;
Q, Q_bar : out bit);
end entity SR_FF;

architecture logic of SR_FF is
signal T : bit ;
begin
T <= S nand Ç;
Q <= T nand Q_bar;
Q_bar <= R nand Ç;
end architecture SR_FF ;

D Flip-Flop Tasarımı

Bu tasarımda NAND kapısı kullanılır.

entity D_FF is
port(D, Ç : in bit;
Q, Q_bar : out bit);
end entity D_FF;

architecture logic of D_FF is
signal T : bit ;
begin
T <= D nand Ç ;
Q <= T nand Q_bar ;
Q_bar <= T nand Q ;
end architecture D_FF ;

T Flip-Flop Tasarımı

Bu tasarımda NAND kapısı kullanılır.

entity T_FF is
port(T, Ç : in bit;
Q, Q_bar : out bit);
end entity T_FF;

architecture logic of T_FF is
signal T : bit ;
begin
T <= T nand Ç ;
Q <= T nand Q_bar ;
Q_bar <= T nand Q ;
end architecture T_FF ;

JK Flip-Flop Tasarımı

entity JK_FF is
port(J, K, Ç : in bit;
Q, QB : out bit);
end entity JK_FF;

architecture logic of JK_FF is
signal T : bit;
begin
T <= J nand Ç nand QB;
Q <= T nand K;
QB <= T nand J;
end architecture JK_FF;

Sık Sorulan Sorular

1. Flip-flop’un en temel özellikleri nelerdir?
- Flip-flop, belirli bir zaman dilimi boyunca gelen sinyali saklayabilen ve çıkışına gönderebilen bir mantık elemanıdır.

2. SR, D, T, JK flip-flop tipleri hakkında bilgi verebilir misiniz?
- SR flip-flop’un temel özelliği, iki girişi vardır ve bu girişlere sinyal uygulandığında blink olarak çıktı verir.
- D flip-flop, girişindeki sinyalin rakamını hafızasında tutup, çıkışına bu rakamın aynısını gönderir.
- T flip-flop, bir önceki çıkışın tersini veren bir çıkışa sahiptir.
- JK flip-flop, dört temel devreye sahiptir. Bu devre sadece bir önceki durum belirlenerek çalışır.

3. Flip-flop ne amaçla kullanılır?
- Flip-flop, dijital elektronikte sayısal tasarımlarda sinyalin durumunu saklamak ve gerektiğinde saklanan bilgiyi çıkışına göndermek için kullanılır.

4. Flip-flop tasarımında hangi elemanlar kullanılır?
- Flip-flop tasarımında NAND kapıları kullanılır.

5. Flip-flop tasarımı nasıl yapılır?
- Flip-flop tasarımı, VHDL dilinde bir entity ve bir architecture oluşturularak yapılır. Gerekli sinyaller oluşturulur ve tasarımına uygun şekilde elemanların birbirine bağlantısı yapılır."