Comprensión de los Flip Flops/Registros en Bajo Nivel

Question

Así que estoy leyendo "Elementos de Sistemas de Computación" tratando de entender realmente cómo funciona todo por debajo (Cualquier otra sugerencia de libro/artículo que ayudaría sería increíble) Ya que eventualmente quiero implementar estas cosas básicas en una protoboard y tal vez algún día conseguir una computadora de 4 bits o algo similar en marcha (pero eso es un tiempo de distancia).

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

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

También estoy un poco confundido por la parte del Registro de 1 bit, ¿Está diciendo que si hay una carga que está siendo "enviado por la línea" que la salida es la misma que la carga (estoy asumiendo la carga es igual a 1 o una corriente que se envía)

como se puede decir im un poco confundido, lo siento si estoy en todo el lugar, pero creo que es el "reloj" que me está confundiendo.

Answer 1

Hay chanclas y chanclas.

El esquema RTL (lógica de resistencias-transistores) que muestras es un simple multivibrador biestable que se activa o reinicia mediante pulsos en las entradas E1 y E2. Por ejemplo, pulsar E1 alto hará que A1 se ponga bajo y A2 alto.

"Elements of Computing Systems" habla de un tipo diferente de flip-flop: el flip-flop maestro-esclavo activado por flancos. En lugar de ser accionado por pulsos, este tipo de flip-flop reacciona al flanco ascendente de una señal de reloj (normalmente) de onda cuadrada. La salida del flip-flop inmediatamente después de un flanco de reloj coincide con la entrada justo antes de ese mismo flanco de reloj. De ahí viene la notación t y t-1.

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

Sin embargo, en la época en que los ordenadores se construían realmente con transistores discretos, la lógica maestro-esclavo era relativamente rara. En su lugar, se generaban relojes multifásicos para poder utilizar los flip-flops más sencillos accionados por pulsos, manteniendo la complejidad general del circuito baja.

Answer 2

Piense en la "t" de arriba como el NÚMERO de reloj. es decir, después de 3.453 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 determinado es la misma que se presentó en la entrada después del reloj anterior.

Es una mezcla confusa entre variables discretas y continuas.

Answer 3

El libro CÓDIGO: El lenguaje oculto del hardware y el software informático es un gran libro que comienza con los fundamentos del funcionamiento de un transistor y llega a explicar un sistema informático completo. Lo recomiendo encarecidamente. Parece exactamente lo que estás tratando de aprender. Espero que te sirva de ayuda.