O Que é Memória Flip

O que é memória flip-flop?

Trata-se do bloco primário utilizado na construção de unidades de armazenamento de dados em dispositivos eletrônicos, sendo o componente principal da memória mais rápida encontrada em aparelhos computacionais: Os registradores.

Registradores são unidades de armazenamento inclusas no chip do CPU, onde os dados de entrada e saída para todos os cálculos e comparações são armazenados e, então, enviados para outros repositórios maiores, como a RAM.

Por estarem tão próximos do circuito de processamento, eles podem ter seus valores acessados e mudados na mesma frequência com que o processador trabalha e, para isso, o uso de flip-flops é essencial.

Feitos apenas de circuitos

A memória RAM usa capacitores ligados a circuitos combinacionais (transistores) para manter os valores 0 ou 1, um método relativamente barato. Já os registradores usam flip-flops, que são compostos apenas de circuitos lógicos e podem fazer o mesmo trabalho muito mais rápido.

Esquema de um flip-flop simples (Fonte da imagem: Wikipédia)

Na engenharia da computação, usam-se portas lógicas para ilustrar esquemas de circuitos combinacionais (ou sequenciais). Um flip-flop simples (latch) pode ser facilmente representado por duas portas NOR ligadas entre si, de forma cruzada.

Naturalmente, computadores usam circuitos mais elaborados do que esse, já que existe a necessidade de um clock de sincronia, endereçamento e outros aditivos. Mesmo assim, a essência por traz do armazenamento não muda.

Tanto a memória feita por flip-flops quanto a de capacitores são voláteis, o que significa que os dados serão perdidos caso a energia que as alimenta acabe. O mesmo não ocorre com o disco rígido ou a memória flash (pendrive), que podem manter os seus dados idefinidamente.

Por outro lado...

Apesar de serem mais rápidos, flip-flops ocupam mais espaço físico do que os outros tipos de armazenamento, tornando inviável colocar milhões deles em um pente de memória, como ocorrem com a RAM.

Por esse e outros motivos, a maioria das arquiteturas de processadores não utilizam mais do que 32 registradores, sendo que cada um deles possui 8 bits (um byte). Flip-flops também têm um custo de fabricação muito maior, se comparados à memória RAM comum.

Mas não são só os processadores que usam esse tipo de memória. Flip-flops podem ser encontrados em qualquer tipo de equipamento eletrônico, mesmo os não computacionais (que não executam processamento), desde aparelhos de telefone até semáforos de transito.

Um bom exemplo de outras aplicações para flip-flops

SAIBA MAISI

Aliás, o próprio o CPU utiliza muitos outros flip-flops espalhados pelos seus circuitos, além daqueles nos registradores. Os diversos micros controladores e periféricos do computador também fazem uso desse tipo simples e eficiente de armazenamento de dados.

Comportamento

Cada flip-flop armazena um único bit como dado, o qual será emitido através da saída Q na face leste. Normalmente, o valor poderá ser controlado pelas entradas do lado oeste. Em particular, o valor irá mudar quando houver variação da entrada de clock, marcada por um triângulo em cada flip-flop, quando essa passar de 0 para 1 (ou o contrário se assim configurado)

O 'Flip-Flop D' possui uma entrada ligada diretamente à saída (Q). Independentemente do estado atual de Q, este terá o valor 1 se D = 1 ou valor 0 se D = 0 quando ocorrer o impulso positivo do relógio (positive edge triggered). A informação é colocada na saída um ciclo depois de ela chegar à entrada.

Este dispositivo é uma célula de memória básica (guarda um bit) e pode ser interpretado como uma linha de atraso primitiva (hold) de ordem zero.

Equação característica:

Q seguinte = D

Símbolo de um Flip Flop Tipo D

Flip-flop D (Data)

O flip-flop D ("data" ou dado, pois armazena o bit de entrada) possui uma entrada, que é ligada diretamente à saída quando o clock é mudado. Independentemente do valor atual da saída, ele irá assumir o valor 1 se D = 1 quando o clock for mudado ou o valor 0 se D = 0 quando o clock for mudado. Este flip-flop pode ser interpretado como uma linha de atraso primitiva ou um hold de ordem zero, visto que a informação é colocada na saída um ciclo depois de ela ter chegado na entrada.

O símbolo esquemático de um flip-flop D, onde > é a entrada de clock, D é a entrada de dados e Q é a saída de dados.

A equação característica do flip-flop D é:

A sua tabela verdade é:

D Q Q*

0 0 0

0 1 0

1 0 1

1 1 1

Q* → Estado posterior do Q

O flip-flop pode ser utilizado para armazenar um bit, ou um digito binário de informação. A informação armazenada em um conjunto de flip-flops pode representar o estado de um seqüenciador, o valor de um contador, um caractere ASCII em uma memória de um computador ou qualquer outra parte de uma informação.

Um uso é a construção de máquinas de estado finito a partir da lógica eletrônica. O flip-flop lembra o estado anterior de máquina, e a lógica digital utiliza este estado para calcular o próximo estado.

O flip-flop "T" é útil para contagens. Sinais repetidos à entrada de clock farão com que o flip-flop