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フリップフロップとは?

ふりっぷふろっぷ

フリップフロップとは、1ビットデータを記憶・保持できるデジタル回路の基本素子で、コンピュータのレジスタやメモリの構成要素として広く使われています。

フリップフロップ(Flip-Flop)とは、クロック信号や入力信号の変化に応じて出力状態を「0」または「1」に切り替え、その状態を次の入力が来るまで保持できる双安定な論理回路素子です。1ビット記憶素子としてデジタル電子回路の基本単位となっています。

主なフリップフロップの種類として以下があります。

  • SR(Set-Reset)フリップフロップ:セット入力で「1」、リセット入力で「0」を記憶する最も基本的な型
  • Dフリップフロップ:クロックの立ち上がりでD入力の値をそのまま記憶する。レジスタに多用される
  • JKフリップフロップ:SRの改良型で禁止状態をなくし、両入力が「1」のとき出力を反転するトグル動作が可能
  • Tフリップフロップ:入力が「1」のたびに出力を反転させる。カウンタ回路に使われる

フリップフロップはCPUのレジスタ・シフトレジスタ・カウンタ・ステートマシンなど幅広い回路で利用されており、現代のコンピュータや組み込み機器を構成する基礎部品です。また複数のフリップフロップを組み合わせることで、複数ビットのデータを保持するレジスタを構成できます。

フリップフロップはトランジスタや論理ゲートで実装され、集積回路(IC)内部では数十億個規模のフリップフロップが密集して配置されています。

使い方・例文

「CPUのパイプライン処理において、各ステージの出力をDフリップフロップで保持することでデータの流れを整えています」というように、デジタル回路設計や半導体の解説で登場します。

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