storia del design del flip-flop D con trigger sul bordo utilizzando tre chiusure S-R

Eric Smith

2017-07-20 03:27:26 UTC

view on stackexchange narkive permalink

Sono interessato alla storia del progetto logico per il flip-flop D con trigger sul fronte, come utilizzato in SN7474. Il design è composto da tre latch set-reset (sei porte NAND in totale) per flip-flop.

Qualcuno sa in che anno è stato introdotto l'SN7474 o ha una scheda tecnica anticipata (precedente al Data Book del 1973 TTL per i progettisti prima edizione)? L'ho trovato elencato nei cataloghi dei distributori fin dal 1967 (anno modificato il 21/07/2017, in precedenza ho scritto 1971).

Un'altra delle prime schede tecniche che ho trovato che utilizza questo specifico progetto logico per un flip-flop D edge-triggered proviene da un chip TTL non serie 7400, il Motorola MC3060 / 3160, che è un membro dell'MTTL III MC3000 / MC3100 L'MC3060 è descritto nel databook IC Motorola 1968, a pagina 4-138. Il libro dati TI TTL del 1976 per ingegneri progettisti, seconda edizione. elenca SN74H74 come sostituto diretto dell'MC3060.

Ho cercato nei brevetti statunitensi il design del flip-flop edge-triggered, ma non ne ho trovato uno specifico per il design a tre latch S-R.

L'argomento è emerso come risultato di una discussione su una mailing list privata riguardante il fatto che il design convenzionale del flip-flop master-slave J-K NON è edge-triggered; impulsi su J e / o K mentre il clock è alto ma stabile possono influenzare le uscite Q (e non-Q) di FF al successivo fronte di discesa del clock. Questo comportamento è noto come "cattura dell'impulso", e un tale flip-flop è propriamente chiamato triggerato da impulso o attivato dal livello, ma non attivato dal fronte. I primi fogli dati sui flip-flop master-slave J-K avevano effettivamente una terminologia corretta e affermavano specificamente che J e K non dovevano cambiare mentre il clock è alto.

Esistono veri flip-flop JK attivati dal fronte che utilizzano una derivata del design D FF a tre latch SR, generando effettivamente un ingresso D interno all'FF da J, K e Q (e / o no- Q). Il 74x109 ne è un esempio, utilizzando un input non K invece del vero K.

I flip-flop D master-slave sono effettivamente edge trigger, a differenza del master-slave J-K.È possibile costruire un vero flip-flop master-slave J-K attivato dal bordo, utilizzando un master-slave D con il D generato internamente come descritto sopra.

I progetti CMOS edge-triggered flip-flop sono quasi sempre basati su un design master-slave che utilizza porte di trasmissione.

So per certo che l'Eniac stava usando i fermi SR nella sua unità di controllo del programma dell'accumulatore usando i 6SN7.Deve esserci un flop D innescato dal bordo da qualche parte.Includete i tubi?O strettamente limitato ai soli dispositivi semiconduttori in questa storia?(E potrei avere ancora alcune parti SN7474 del 1972. So di averle * prima * di essere stato in grado di ottenere il databook di fantasia, che in seguito fui molto felice di ricevere. La mia memoria è vaga, ma potrei aver pagato$ 5 allora per questo. Ricordo di averlo ricevuto molto bene, però.)

I latch SR basati su tubo (chiavistelli bistabili o multivibratori bistabili, anche se di solito non si chiamavano così all'epoca) esistevano negli anni '40.AFAIK, non c'erano * mai * infradito edge-triggered dello stile moderno (IC degli anni '70) utilizzato nelle apparecchiature a valvole, o anche nelle apparecchiature a transistor discreti, perché sarebbe un enorme spreco di risorse.Gli FF dei tubi erano spesso attivati dal fronte in virtù di un ingresso accoppiato capacitivamente, che a volte veniva utilizzato anche con transistor discreti e persino con i primi progetti di circuiti integrati.

Grazie Eric per la correzione sul punto stretto che stai facendo.Sto raccogliendo la tua domanda che graffia a malapena la superficie e sarò molto interessato a un articolo sull'argomento che potresti scrivere quando tutto sarà detto e fatto.

Non prevedo di scrivere un articolo su di esso, tuttavia, se ottengo informazioni da fonti esterne a questo forum, le posterò qui.Suppongo che non sorprenda che sia difficile trovare questo tipo di informazioni storiche dato che tutti sono normalmente concentrati sulle parti più recenti e più importanti.(Incluso me stesso.) A parte chiedere qui e in altri forum online, trascorrerò un po 'di tempo presso la biblioteca della Colorado School of Mines leggendo riviste di elettronica degli anni '60.

Penso che il tuo sforzo (e le intuizioni sviluppate attraverso questo processo) valga la pena e dovrebbe essere catturato a beneficio degli altri, se possibile.Ma ovviamente solo se ti senti in grado di permetterti quel passaggio finale.

Un modo per risparmiare energia sul silicio è utilizzare la logica dinamica, che viene ripristinata all'inizio del ciclo di clock e quindi acquisisce i cambiamenti di stato.(Penso di averlo detto correttamente).Questa potrebbe essere la versione degli anni '90 della FF a 3 latch.

I circuiti di chiusura sono stati "inventati" ben prima degli anni '60.Cerca Eccles-Jordan.(c 1918-1920)

Grazie, Jim, ma sono ben consapevole della storia dei primi multivibratori e flip-flop, con tubi, transistor e persino elettromeccanici.Forse non ero abbastanza chiaro sul fatto che sto cercando la storia di un tipo molto specifico di flip-flop D innescato dal bordo.

@analogsystemsrf, prima della fine degli anni '60, quasi tutti i computer e i sistemi digitali complessi utilizzavano i latch anziché i veri D FF con trigger edge che sono pervasivi nel design attuale, per ridurre al minimo il numero di componenti.La logica dinamica (ad esempio, logica domino) è stata utilizzata in MOS per molti anni sia per il basso numero di componenti che per la bassa dissipazione di potenza.TTL a partire dalla fine degli anni '60 e CMOS per lo più dalla fine degli anni '80 in avanti hanno reso il vero D FF innescato dal bordo di solito un compromesso migliore.