ෆ්ලිප්-ෆ්ලොප් පරිපථවල ක්රියාකාරී මූලධර්මය
පෙන්ඩහුලුවන්
ෆ්ලිප්-ෆ්ලොප් පරිපථ යනු ඩිජිටල් ඉලෙක්ට්රොනික උපකරණවල මූලික ගොඩනැඟිලි කොටස් වලින් එකක් වන අතර, ද්විමය තොරතුරු (බිට්) ගබඩා කිරීම සහ සැකසීම සක්රීය කරයි. ෆ්ලිප්-ෆ්ලොප් බොහෝ වර්ග වලින් පැමිණෙන අතර දත්ත ගබඩාවේ සිට සංකීර්ණ තාර්කික පරිපථ දක්වා පුළුල් පරාසයක යෙදුම් ඇත. ෆ්ලිප්-ෆ්ලොප් වල ක්රියාකාරී මූලධර්ම, විවිධ වර්ග සහ ඉලෙක්ට්රොනික උපකරණවල ඒවායේ යෙදුම් ගැඹුරින් සොයා බැලීම මෙම ලිපියේ අරමුණයි.
මූලික වැඩ කිරීමේ මූලධර්ම
ෆ්ලිප්-ෆ්ලොප් එකක් යනු අත්යවශ්යයෙන්ම බිස්ටේබල් පරිපථයකි, එනම් එය ස්ථායී අවස්ථා දෙකෙන් එකක පැවතිය හැකිය. අඛණ්ඩ ආදාන සංඥාවක් අවශ්ය නොවී මෙම අවස්ථා පවත්වා ගැනීමට මෙම පරිපථයට හැකියාව ඇත. ආදානය මත පදනම්ව ප්රතිදානය වහාම වෙනස් කරන සරල තාර්කික ද්වාර මෙන් නොව, ෆ්ලිප්-ෆ්ලොප් එකකට එහි අවසාන තත්ත්වය "මතක තබා ගත හැකිය".
SR ෆ්ලිප්-ෆ්ලොප්
flip-flop වල වඩාත් මූලික වර්ගය වන්නේ SR (Set-Reset) flip-flop ය. SR flip-flop එකක ප්රධාන සංරචක අන්තර් සම්බන්ධිත NOR හෝ NAND ද්වාර දෙකකි. NOR ද්වාර භාවිතා කරන SR flip-flop සඳහා සත්ය වගුව මෙන්න:
| S (සකසනය) | R (නැවත සකසන්න) | Q (ප්රතිදානය) | Q' (ප්රතිදාන අනුපූරකය) |
|————|————–|—————|———————|
| 0 | 0 | Q (පෙර) | Q' (පෙර) |
| 0 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | නිර්වචනය නොකළ | නිර්වචනය නොකළ |
වගුවේ S සහ R දෙකම 1 වන අවස්ථාව අස්ථායී තත්වයක් වන අතර එය ප්රායෝගිකව භාවිතා නොවේ.
D ෆ්ලිප්-ෆ්ලොප්
SR flip-flop වල තහනම් තත්ව ගැටළුව විසඳීම සඳහා, D flip-flop හඳුන්වා දෙන ලදී. D flip-flop එක දත්ත ආදානයක් (D) සහ එක් ඔරලෝසු ආදානයක් (C) පමණක් තිබීමෙන් ආදානය සරල කරයි. ප්රතිදානය ඔරලෝසු සංඥාවක් ඇති විට පමණක් තත්ත්වය වෙනස් කරයි. D flip-flop සඳහා සත්ය වගුව මෙන්න:
| D | ඔරලෝසුව | Q (ප්රතිදානය) | Q' (ප්රතිදාන අනුපූරකය) |
|—|——-|————|———————|
| 0 | ↑ | 0 | 1 |
| 1 | ↑ | 1 | 0 |
ඔරලෝසු සංඥාවේ නැගී එන දාරය සිදුවන විට, Q ප්රතිදානය D අගය අනුගමනය කරයි.
JK ෆ්ලිප්-ෆ්ලොප්
JK flip-flop යනු SR flip-flop හි තවත් වැඩිදියුණු කිරීමකි, මෙම අස්ථායී තත්ත්වය ඉවත් කරයි. JK flip-flop හි J සහ K යන ආදාන දෙකක් සහ ඔරලෝසු ආදානයක් ඇත. එහි සත්යතා වගුව පහත පරිදි වේ:
| J | K | ඔරලෝසුව | Q (ප්රතිදානය) | Q' (ප්රතිදාන අනුපූරකය) |
|——|——|——-|————|———————|
| 0 | 0 | ↑ | Q (පෙර) | Q' (පෙර) |
| 0 | 1 | ↑ | 0 | 1 |
| 1 | 0 | ↑ | 1 | 0 |
| 1 | 1 | ↑ | ප්රශ්නය (පෙර) | ප්රශ්නය (පෙර) |
J සහ K ආදාන 1 වන විට, ප්රතිදානය පෙර තත්වයේ අනුපූරකය වනු ඇත, නැතහොත් තාක්ෂණික වශයෙන් “ටොගල්” වේ.
ටී ෆ්ලිප්-ෆ්ලොප්
T flip-flop හෝ Toggle flip-flop යනු JK flip-flop හි ප්රභේදයකි, එහිදී J සහ K ආදාන දෙකම එකට සම්බන්ධ කර T ලෙස ලේබල් කර ඇත. මෙය ඔරලෝසු සංඥා දාරයක් ඇති සෑම අවස්ථාවකම ප්රතිදාන Q තත්ත්වය වෙනස් කිරීමට හේතු වේ. සත්ය වගුව පහත පරිදි වේ:
| T | ඔරලෝසුව | Q (ප්රතිදානය) | Q' (ප්රතිදාන අනුපූරකය) |
|—|——-|————|———————|
| 0 | ↑ | Q (පෙර) | Q' (පෙර) |
| 1 | ↑ | Q' (පෙර) | Q (පෙර) |
ක්රියාත්මක කිරීම සහ යෙදීම
රෙජිස්ටර් සහ මතකය
ෆ්ලිප්-ෆ්ලොප් වල ප්රාථමික යෙදුම් වලින් එකක් වන්නේ රෙජිස්ටර් සහ මතකයයි. රෙජිස්ටර් එකක් යනු දත්ත බිටු ගබඩා කරන ෆ්ලිප්-ෆ්ලොප් එකතුවකි; සාමාන්යයෙන්, තනි ෆ්ලිප්-ෆ්ලොප් එකක් තනි බිට් එකක් ගබඩා කරයි. සැකසෙන දත්ත තාවකාලිකව ගබඩා කිරීම සඳහා මයික්රොප්රොසෙසරවල රෙජිස්ටර් බහුලව භාවිතා වේ. ෆ්ලිප්-ෆ්ලොප් කිහිපයක් සම්බන්ධ කිරීමෙන්, අපට නිශ්චිත බිට් පළලක් සහිත රෙජිස්ටර් එකක් නිර්මාණය කළ හැකිය, උදාහරණයක් ලෙස, 8-බිට් හෝ 16-බිට්.
SRAM (ස්ථිතික RAM) වැනි පරිගණක මතකයේ දත්ත කියවීමට හෝ ලිවීමට ප්රවේශ විය හැකි විශාල ෆ්ලිප්-ෆ්ලොප් අනුකෘතියක් අඩංගු වේ.
කවුන්ටරය සහ ටයිමර්
කවුන්ටර සහ ටයිමර් පරිපථවල ද ෆ්ලිප්-ෆ්ලොප් භාවිතා වේ. කවුන්ටරයක් යනු ඔරලෝසු සංඥාවක් ගණන් කර එය ද්විමය ස්වරූපයට පරිවර්තනය කරන පරිපථයකි, එය කාල නිර්ණය සඳහා හෝ දර්ශකයක් ලෙස භාවිතා කළ හැකිය. සරල උදාහරණයක් වන්නේ ද්විමය කවුන්ටරයක් නිර්මාණය කිරීම සඳහා අනුපිළිවෙලින් T ෆ්ලිප්-ෆ්ලොප් භාවිතා කිරීමයි.
මාරු ලේඛනය
මාරු ලේඛනයක් යනු එහි දත්ත බිටු වමට හෝ දකුණට මාරු කළ හැකි ලේඛන වර්ගයකි. එය විවිධ යෙදුම්වල භාවිතා වේ, උදාහරණයක් ලෙස අනුක්රමික-සමාන්තර දත්ත සැකසීම, එහිදී දත්ත පද්ධතියෙන් යැවීම හෝ ලබා ගැනීම සඳහා අනුක්රමික හෝ සමාන්තරකරණය කරනු ලැබේ.
තාර්කික පාලකය
ෆ්ලිප්-ෆ්ලොප් වල තත්ව ගබඩා කිරීමේ ස්වභාවය නිසා, ඒවා තාර්කික පාලකවල ආදාන සිදුවීම් මත පදනම්ව පරිපථයක තත්ත්වය හෝ සංක්රාන්තිය නිරීක්ෂණය කිරීමට භාවිතා කරයි. උදාහරණයක් ලෙස තත්ව යන්ත්රයක් වන අතර එය එහි වත්මන් තත්ත්වය සහ එයට ලැබෙන ආදාන සංඥාව මත පදනම්ව නිශ්චිත මෙහෙයුමක් ක්රියාත්මක කරයි.
නිගමනය
ඩිජිටල් ඉලෙක්ට්රොනික පරිපථවල ෆ්ලිප්-ෆ්ලොප් යනු මූලික අංගයකි. SR, D, JK, සහ T ෆ්ලිප්-ෆ්ලොප් වැනි විවිධ වර්ගයේ ෆ්ලිප්-ෆ්ලොප් හරහා, සරල දත්ත ගබඩා කිරීමේ සිට සංකීර්ණ තාර්කික පාලනය දක්වා පුළුල් පරාසයක කාර්යයන් සහ යෙදුම් අපට ලබා ගත හැකිය. ෆ්ලිප්-ෆ්ලොප් සහ ඒවායේ යෙදුම්වල ක්රියාකාරී මූලධර්ම අවබෝධ කර ගැනීමෙන් අපගේ අවශ්යතා අනුව වඩාත් කාර්යක්ෂම හා ඵලදායී ඩිජිටල් පද්ධති නිර්මාණය කිරීමට අපට ඉඩ සලසයි. ඉලෙක්ට්රොනික ලෝකයේ ප්රධාන ගොඩනැඟිලි කොටස් වලින් එකක් ලෙස, අනාගත තාක්ෂණික නවෝත්පාදනයන්හි ෆ්ලිප්-ෆ්ලොප් තීරණාත්මක අංගයක් ලෙස පවතිනු ඇත.
