লজিক গেট/এসআর ফ্লিপ-ফ্লপ
এসআর ফ্লিপ-ফ্লপ হলো সবচেয়ে মৌলিক এবং সহজবোধ্য ফ্লিপ-ফ্লপ। এসআর নামটি এসেছে সেট ও রিসেট থেকে, এই দুটি অপারেশনই এই ফ্লিপ-ফ্লপের মূল কাজ। সেট অপারেশনে আউটপুট হয় এবং রিসেট অপারেশনে আউটপুট হয়।
এসআর ফ্লিপ-ফ্লপ ডিজিটাল ইলেকট্রনিক্সের একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ উপাদান। এটি কেবল একটি একক বিট তথ্য সংরক্ষণ করতে পারলেও এর থেকেই তৈরি হয় জটিল রেজিস্টার, কাউন্টার ও মেমোরি সার্কিট। একটি আধুনিক কম্পিউটারের স্থায়ী স্মৃতিতে কোটি কোটি এসআর ল্যাচের নীতিতে তৈরি কোষ থাকে।
এসআর ফ্লিপ-ফ্লপকে বিস্টেবল মাল্টিভাইব্রেটরও বলা হয়, কারণ এটি দুটি স্থিতিশীল অবস্থায় থাকতে পারে এবং বাহ্যিক সংকেত ছাড়া নিজে থেকে অবস্থা পরিবর্তন করে না।
বাস্তব জীবনের উপমা
লাইট সুইচের উপমা
এসআর ফ্লিপ-ফ্লপের আচরণ একটি বিশেষ ধরনের আলোর সুইচের মতো বোঝা যায়। ধরো একটি ঘরে দুটি আলাদা সুইচ আছে, একটি চালু সুইচ এবং একটি বন্ধ সুইচ। চালু সুইচ চাপলে আলো জ্বলে এবং বন্ধ সুইচ চাপলে আলো নেভে। কোনো সুইচ না চাপলে আলো আগের মতো থাকে।
এখানে:
- চালু সুইচ = ইনপুট (সেট)
- বন্ধ সুইচ = ইনপুট (রিসেট)
- আলোর অবস্থা = আউটপুট
দৈনন্দিন উদাহরণ
| পরিস্থিতি | সেট () | রিসেট () | অবস্থা () |
|---|---|---|---|
| আলার্ম ব্যবস্থা | বিপদ সংকেত চালু | আলার্ম বন্ধ বোতাম | আলার্ম বাজছে বা বাজছে না |
| কম্পিউটারের পর্দা | পর্দা চালু বোতাম | পর্দা বন্ধ বোতাম | পর্দা জ্বলছে বা নিভছে |
| নিরাপত্তা তালা | তালা খোলার কোড | তালা লাগানোর কোড | দরজা খোলা বা বন্ধ |
| রান্নাঘরের চুলা | চুলা চালু বোতাম | চুলা বন্ধ বোতাম | চুলা জ্বলছে বা নিভছে |
| বৈদ্যুতিক পাখা | পাখা চালু সুইচ | পাখা বন্ধ সুইচ | পাখা ঘুরছে বা থামছে |
| গাড়ির ইঞ্জিন | স্টার্ট বোতাম | স্টপ বোতাম | ইঞ্জিন চলছে বা বন্ধ |
এই প্রতিটি পরিস্থিতিতে লক্ষ করো যে একবার কোনো ক্রিয়া সম্পন্ন হলে বিপরীত ক্রিয়া না করা পর্যন্ত সেই অবস্থা বজায় থাকে, এটিই এসআর ফ্লিপ-ফ্লপের মূল বৈশিষ্ট্য।
যান্ত্রিক সুইচের সমস্যা ও সমাধান
বাস্তব যান্ত্রিক সুইচ চাপার সময় স্পর্শকারী ধাতব অংশটি কয়েক মিলিসেকেন্ডের মধ্যে কয়েকবার যোগ-বিচ্ছিন্ন হয়, যা ডিজিটাল সার্কিটে একাধিক সংকেত হিসেবে ধরা পড়ে। এই সমস্যাকে বাউন্স বলে। এসআর ল্যাচ ব্যবহার করে এই বাউন্স সমস্যা দূর করা যায়, একে ডিবাউন্স সার্কিট বলে।
এসআর ল্যাচ: মূল ভিত্তি
এসআর ফ্লিপ-ফ্লপের মূল ভিত্তি হলো এসআর ল্যাচ। এটি ঘড়ি সংকেত ছাড়াই কাজ করে এবং এটি থেকেই ঘড়ি-নিয়ন্ত্রিত এসআর ফ্লিপ-ফ্লপ তৈরি হয়।
নর গেট দিয়ে এসআর ল্যাচ
সার্কিটের গঠন
দুটি নর গেট পরস্পরের সাথে ক্রস-সংযোগ দিয়ে এসআর ল্যাচ তৈরি করা হয়:
- প্রথম নর গেটের ইনপুট: এবং দ্বিতীয় গেটের আউটপুট
- প্রথম নর গেটের আউটপুট:
- দ্বিতীয় নর গেটের ইনপুট: এবং প্রথম গেটের আউটপুট
- দ্বিতীয় নর গেটের আউটপুট:
এই ক্রস-সংযোগই ফ্লিপ-ফ্লপের স্মৃতি শক্তির কারণ। আউটপুট ইনপুটে ফিরে যাওয়ায় এটি নিজেই নিজেকে ধরে রাখে।
বুলিয়ান রাশি
দুটি নর গেটের রাশি:
এই দুটি রাশি একসাথে সমাধান করলে চারটি অবস্থা পাওয়া যায়।
সত্যক সারণী
| (পূর্ববর্তী) | (পরবর্তী) | অপারেশন | ব্যাখ্যা | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| ধারণ | অপরিবর্তিত থাকে | |||||
| ধারণ | অপরিবর্তিত থাকে | |||||
| রিসেট | হয় | |||||
| রিসেট | হয় | |||||
| সেট | হয় | |||||
| সেট | হয় | |||||
| অনির্ধারিত | অনির্ধারিত | নিষিদ্ধ | উভয় আউটপুট হয় | |||
| অনির্ধারিত | অনির্ধারিত | নিষিদ্ধ | উভয় আউটপুট হয় |
সংক্ষিপ্ত সত্যক সারণী
| (পরবর্তী অবস্থা) | অপারেশন | ||
|---|---|---|---|
| ধারণ | |||
| রিসেট | |||
| সেট | |||
| অনির্ধারিত | নিষিদ্ধ |
নিষিদ্ধ অবস্থার বিস্তারিত বিশ্লেষণ
হলে দুটি নর গেটের রাশি থেকে:
তাহলে এবং , উভয়ই শূন্য! কিন্তু বুলিয়ান নিয়ম অনুযায়ী ও সবসময় পরস্পরের পূরক হওয়া উচিত। এই পরস্পরবিরোধী অবস্থাই নিষিদ্ধ অবস্থা।
আরও গুরুতর সমস্যা হলো, যদি ও একসাথে তে নেমে আসে, তাহলে সার্কিটের চূড়ান্ত অবস্থা অনির্ধারিত হয়ে যায়। এটি দুটি গেটের বিস্তার বিলম্বের পার্থক্যের উপর নির্ভর করে।
ন্যান্ড গেট দিয়ে এসআর ল্যাচ
সার্কিটের গঠন
দুটি ন্যান্ড গেট পরস্পর ক্রস-সংযোগ দিয়ে ন্যান্ড এসআর ল্যাচ তৈরি করা হয়:
- প্রথম ন্যান্ড গেটের ইনপুট: এবং
- দ্বিতীয় ন্যান্ড গেটের ইনপুট: এবং
বুলিয়ান রাশি
সত্যক সারণী
| অপারেশন | ||||
|---|---|---|---|---|
| ধারণ | ||||
| রিসেট | ||||
| সেট | ||||
| অনির্ধারিত | অনির্ধারিত | নিষিদ্ধ |
ন্যান্ড গেট ল্যাচে ইনপুট সক্রিয়-নিম্ন, অর্থাৎ দিলে সক্রিয় হয়। তাই প্রায়ই একে - ল্যাচ বলা হয়।
নর ও ন্যান্ড ল্যাচের বিস্তারিত তুলনা
| বৈশিষ্ট্য | নর গেট ল্যাচ | ন্যান্ড গেট ল্যাচ |
|---|---|---|
| ব্যবহৃত গেট | নর গেট | ন্যান্ড গেট |
| সক্রিয়করণের মাত্রা | উচ্চ () | নিম্ন () |
| ধারণ অবস্থা | ||
| সেট অবস্থা | ||
| রিসেট অবস্থা | ||
| নিষিদ্ধ অবস্থা | ||
| নিষিদ্ধ অবস্থায় আউটপুট | উভয় | উভয় |
| বহুল ব্যবহার | ডিজিটাল সার্কিটে | ডিবাউন্স সার্কিটে |
ঘড়ি-নিয়ন্ত্রিত এসআর ফ্লিপ-ফ্লপ
মূল এসআর ল্যাচে ইনপুট যেকোনো সময় পরিবর্তন হলে আউটপুটও তাৎক্ষণিকভাবে পরিবর্তন হয়। এটি জটিল সার্কিটে সমস্যা তৈরি করে কারণ বিভিন্ন অংশের তথ্য সমন্বিত করা কঠিন হয়ে যায়। এই সমস্যার সমাধান হলো ঘড়ি-নিয়ন্ত্রিত এসআর ফ্লিপ-ফ্লপ।
গঠন
ঘড়ি-নিয়ন্ত্রিত এসআর ফ্লিপ-ফ্লপ তৈরি করতে মূল এসআর ল্যাচের আগে দুটি অ্যান্ড গেট যুক্ত করা হয়:
- প্রথম অ্যান্ড গেট: ও ঘড়ি সংকেত () ইনপুট
- দ্বিতীয় অ্যান্ড গেট: ও ঘড়ি সংকেত () ইনপুট
- অ্যান্ড গেটের আউটপুট মূল এসআর ল্যাচের ইনপুটে যায়
যখন হয়:
উভয় ইনপুট হওয়ায় ল্যাচ ধারণ অবস্থায় থাকে, ইনপুটের কোনো পরিবর্তনই আউটপুটে প্রভাব ফেলে না।
যখন হয়:
এখন ও সরাসরি ল্যাচে প্রবেশ করে, ফ্লিপ-ফ্লপ ইনপুটের প্রতি সাড়া দেয়।
সত্যক সারণী
| অপারেশন | ||||
|---|---|---|---|---|
| ধারণ (ঘড়ি নিষ্ক্রিয়) | ||||
| ধারণ | ||||
| রিসেট | ||||
| সেট | ||||
| অনির্ধারিত | নিষিদ্ধ |
এখানে মানে ডোন্ট কেয়ার, ঘড়ি নিষ্ক্রিয় থাকলে ও এর মান যাই হোক আউটপুট পরিবর্তন হয় না।
ঘড়ি-নিয়ন্ত্রিত ফ্লিপ-ফ্লপ তৈরিতে প্রয়োজনীয় গেট
| গেটের ধরন | সংখ্যা | ভূমিকা |
|---|---|---|
| অ্যান্ড গেট | ঘড়ি সংকেতের সাথে ও নিয়ন্ত্রণ | |
| নর গেট (ল্যাচের জন্য) | মূল তথ্য সংরক্ষণ | |
| মোট | , |
ন্যান্ড গেট দিয়ে ঘড়ি-নিয়ন্ত্রিত এসআর ফ্লিপ-ফ্লপ
ন্যান্ড গেট সার্বজনীন হওয়ায় কেবল ন্যান্ড গেট দিয়েই ঘড়ি-নিয়ন্ত্রিত এসআর ফ্লিপ-ফ্লপ তৈরি করা যায়।
গঠন
চারটি ন্যান্ড গেট ব্যবহার করা হয়:
- প্রথম ন্যান্ড গেট: ও ইনপুট → আউটপুট
- দ্বিতীয় ন্যান্ড গেট: ও ইনপুট → আউটপুট
- তৃতীয় ন্যান্ড গেট (ল্যাচ): ও ইনপুট → আউটপুট
- চতুর্থ ন্যান্ড গেট (ল্যাচ): ও ইনপুট → আউটপুট
বুলিয়ান রাশি
যখন :
উভয় , তাই ল্যাচ ধারণ অবস্থায় থাকে।
প্রান্ত-সক্রিয় এসআর ফ্লিপ-ফ্লপ
স্তর-সক্রিয় ফ্লিপ-ফ্লপের সীমাবদ্ধতা হলো ঘড়ি চালু থাকাকালীন পুরো সময়জুড়ে ইনপুট পরিবর্তন আউটপুটকে প্রভাবিত করে। প্রান্ত-সক্রিয় ফ্লিপ-ফ্লপে কেবল ঘড়ি সংকেতের উর্ধ্বগামী বা নিম্নগামী প্রান্তে তথ্য গ্রহণ করা হয়।
উর্ধ্বগামী প্রান্ত-সক্রিয় এসআর ফ্লিপ-ফ্লপ
ঘড়ি সংকেত থেকে এ যাওয়ার মুহূর্তে কেবল একবার ইনপুট গ্রহণ করে।
নিম্নগামী প্রান্ত-সক্রিয় এসআর ফ্লিপ-ফ্লপ
ঘড়ি সংকেত থেকে এ যাওয়ার মুহূর্তে কেবল একবার ইনপুট গ্রহণ করে।
| বৈশিষ্ট্য | স্তর-সক্রিয় | উর্ধ্বগামী প্রান্ত-সক্রিয় | নিম্নগামী প্রান্ত-সক্রিয় |
|---|---|---|---|
| সক্রিয় কখন | পুরো সময় | মুহূর্তে | মুহূর্তে |
| তথ্য গ্রহণের সময়কাল | দীর্ঘ | অত্যন্ত সংক্ষিপ্ত | অত্যন্ত সংক্ষিপ্ত |
| স্থায়িত্ব | কম | বেশি | বেশি |
| জটিলতা | কম | বেশি | বেশি |
| প্রতীকে চিহ্ন | কোনো চিহ্ন নেই | > চিহ্ন | > চিহ্নের আগে বৃত্ত |
মাস্টার-স্লেভ এসআর ফ্লিপ-ফ্লপ
মাস্টার-স্লেভ এসআর ফ্লিপ-ফ্লপ দুটি স্তর-সক্রিয় এসআর ফ্লিপ-ফ্লপ ব্যবহার করে প্রান্ত-সক্রিয় আচরণ তৈরি করে।
গঠন
- মাস্টার ফ্লিপ-ফ্লপ: হলে সক্রিয়, ইনপুট গ্রহণ করে
- স্লেভ ফ্লিপ-ফ্লপ: হলে সক্রিয়, মাস্টারের আউটপুট গ্রহণ করে
মাস্টারের ঘড়ি ইনপুট সরাসরি এবং স্লেভের ঘড়ি ইনপুট ।
কার্যক্রম
ক্রম ১ ():
- মাস্টার সক্রিয় → ও ইনপুট গ্রহণ করে
- স্লেভ নিষ্ক্রিয় → আউটপুট অপরিবর্তিত
ক্রম ২ ():
- মাস্টার নিষ্ক্রিয় → ইনপুট বন্ধ, মাস্টারের অবস্থা স্থির
- স্লেভ সক্রিয় → মাস্টারের অবস্থা গ্রহণ করে আউটপুটে প্রকাশ
এইভাবে আউটপুট কেবল ঘড়ির নিম্নগামী প্রান্তে () পরিবর্তন হয়।
মাস্টার-স্লেভের সুবিধা
| সুবিধা | ব্যাখ্যা |
|---|---|
| প্রান্ত-সক্রিয় আচরণ | দুটি স্তর-সক্রিয় ফ্লিপ-ফ্লপ দিয়ে প্রান্ত-সক্রিয় আচরণ পাওয়া যায় |
| স্থায়িত্ব | ঘড়ি চালু থাকাকালীন ইনপুট পরিবর্তন আউটপুটে প্রভাব ফেলে না |
| সহজ বিশ্লেষণ | মাস্টার ও স্লেভ আলাদাভাবে বিশ্লেষণ করা যায় |
| নির্ভরযোগ্যতা | একটি ত্রুটি পুরো সার্কিটকে প্রভাবিত করে না |
সক্রিয়করণ সারণী
এসআর ফ্লিপ-ফ্লপের সক্রিয়করণ সারণী বলে, কাঙ্ক্ষিত অবস্থান্তরের জন্য ও এর মান কী হওয়া উচিত।
| বর্তমান অবস্থা | পরবর্তী অবস্থা | প্রয়োজনীয় | প্রয়োজনীয় | অপারেশন |
|---|---|---|---|---|
| ধারণ বা রিসেট | ||||
| সেট | ||||
| রিসেট | ||||
| ধারণ বা সেট |
এই সারণীটি বলে:
- কে থেকে করতে:
- কে থেকে করতে:
- অপরিবর্তিত রাখতে: (বা উপযুক্ত ক্ষেত্রে ডোন্ট কেয়ার)
অবস্থা চিত্র
এসআর ফ্লিপ-ফ্লপের দুটি অবস্থা, ও , দুটি বৃত্ত দিয়ে এবং অবস্থান্তর তীর দিয়ে দেখানো হয়।
অবস্থান্তরের নিয়ম
- থেকে : (ধারণ বা রিসেট)
- থেকে : (সেট)
- থেকে : (ধারণ বা সেট)
- থেকে : (রিসেট)
অবস্থা সারণী
| বর্তমান অবস্থা | পরবর্তী অবস্থা | ||
|---|---|---|---|
| অনির্ধারিত | |||
| অনির্ধারিত |
বৈশিষ্ট্য সমীকরণ
এসআর ফ্লিপ-ফ্লপের পরবর্তী অবস্থার বুলিয়ান রাশি:
শর্ত: (নিষিদ্ধ অবস্থা এড়াতে)
এই রাশিটি বলে:
- হলে (সেট)
- হলে (রিসেট), কারণ
- হলে (ধারণ)
রাশি যাচাই
ধরো :
রিসেট হলো
ধরো :
সেট হলো
ধরো :
ধারণ করলো
প্রিসেট ও ক্লিয়ার ইনপুট
বাস্তব এসআর ফ্লিপ-ফ্লপ চিপে সাধারণত দুটি অতিরিক্ত ইনপুট থাকে:
প্রিসেট ইনপুট
প্রিসেট () বা ডাইরেক্ট সেট ইনপুট ঘড়ি সংকেত নির্বিশেষে ফ্লিপ-ফ্লপকে সেট অবস্থায় () নিয়ে যায়। এটি সক্রিয়-নিম্ন, দিলে সক্রিয় হয়।
ক্লিয়ার ইনপুট
ক্লিয়ার () বা ডাইরেক্ট রিসেট ইনপুট ঘড়ি সংকেত নির্বিশেষে ফ্লিপ-ফ্লপকে রিসেট অবস্থায় () নিয়ে যায়। এটিও সক্রিয়-নিম্ন।
| অনির্ধারিত | অনির্ধারিত |
তৃতীয় সারিতে একসাথে দিলে হয়, এটিও একটি নিষিদ্ধ অবস্থা।
এসআর থেকে অন্য ফ্লিপ-ফ্লপে রূপান্তর
এসআর থেকে ডি ফ্লিপ-ফ্লপ
এসআর ফ্লিপ-ফ্লপের ও ইনপুটকে একটি নট গেটের মাধ্যমে সংযুক্ত করলে ডি ফ্লিপ-ফ্লপ পাওয়া যায়:
কারণ:
- হলে: → সেট →
- হলে: → রিসেট →
এবং , তাই নিষিদ্ধ অবস্থা কখনো আসে না।
এসআর থেকে জেকে ফ্লিপ-ফ্লপ
কারণ:
- : → সেট
- : → রিসেট
- : → সেট (টগল)
- : → রিসেট (টগল)
এসআর থেকে টি ফ্লিপ-ফ্লপ
কারণ:
- : → ধারণ
- : → সেট (টগল)
- : → রিসেট (টগল)
| লক্ষ্য ফ্লিপ-ফ্লপ | ইনপুটে | ইনপুটে | অতিরিক্ত গেট |
|---|---|---|---|
| ডি ফ্লিপ-ফ্লপ | একটি নট গেট | ||
| জেকে ফ্লিপ-ফ্লপ | দুটি অ্যান্ড গেট + নট গেট | ||
| টি ফ্লিপ-ফ্লপ | দুটি অ্যান্ড গেট + নট গেট |
টাইমিং বিশ্লেষণ
সংকেত ক্রম বিশ্লেষণ
ঘড়ি-নিয়ন্ত্রিত এসআর ফ্লিপ-ফ্লপে বিভিন্ন সংকেতের ক্রম বিশ্লেষণ:
প্রাথমিক অবস্থা:
| সময়কাল | (পরবর্তী) | মন্তব্য | |||
|---|---|---|---|---|---|
| সেট হলো | |||||
| ঘড়ি নিষ্ক্রিয়, ধারণ | |||||
| ধারণ | |||||
| রিসেট হলো | |||||
| ঘড়ি নিষ্ক্রিয়, ধারণ | |||||
| ধারণ | |||||
| আবার সেট হলো |
গুরুত্বপূর্ণ সময়-সংক্রান্ত শর্ত
সঠিকভাবে কাজ করার জন্য এসআর ফ্লিপ-ফ্লপের ইনপুট কিছু সময়-সংক্রান্ত শর্ত মেনে চলতে হয়:
| শর্ত | অর্থ | লঙ্ঘন হলে কী ঘটে |
|---|---|---|
| স্থাপন সময় () | ঘড়ির সক্রিয় প্রান্তের আগে ইনপুট স্থিতিশীল থাকার সময় | ভুল মান সংরক্ষণ হতে পারে |
| ধারণ সময় () | ঘড়ির সক্রিয় প্রান্তের পরে ইনপুট স্থিতিশীল থাকার সময় | সংরক্ষিত মান অস্থির হতে পারে |
| বিস্তার বিলম্ব () | ঘড়ির প্রান্ত থেকে আউটপুট পরিবর্তনের মধ্যবর্তী সময় | সার্কিটের সর্বোচ্চ কম্পাঙ্ক সীমিত হয় |
| সর্বোচ্চ কম্পাঙ্ক () | ফ্লিপ-ফ্লপ সঠিকভাবে কাজ করতে পারে এমন সর্বোচ্চ ঘড়ি কম্পাঙ্ক | উচ্চ কম্পাঙ্কে ভুল ফলাফল |
ডিবাউন্স সার্কিট: গুরুত্বপূর্ণ প্রয়োগ
এসআর ল্যাচের সবচেয়ে পরিচিত ব্যবহারিক প্রয়োগ হলো ডিবাউন্স সার্কিট।
সমস্যা
যান্ত্রিক সুইচ চাপার সময় স্পর্শকারী অংশটি কয়েক মিলিসেকেন্ড ধরে কম্পিত হয়। এই কম্পনের কারণে ডিজিটাল সার্কিট একটি সুইচ-চাপাকে কয়েকটি সুইচ-চাপা হিসেবে পড়ে। কাউন্টার সার্কিটে এটি মারাত্মক সমস্যা তৈরি করে।
সমাধান
ন্যান্ড গেট এসআর ল্যাচ দিয়ে ডিবাউন্স সার্কিট তৈরি করা যায়:
- সুইচের দুটি প্রান্ত ন্যান্ড ল্যাচের ও ইনপুটে সংযুক্ত
- সুইচ একবার যেদিকে যায়, ল্যাচ সেই অবস্থায় লক হয়ে যায়
- সুইচের কম্পন ল্যাচের অবস্থা পরিবর্তন করতে পারে না
এইভাবে একটি পরিষ্কার, কম্পনমুক্ত সংকেত পাওয়া যায়।
ডিবাউন্স সার্কিটের কার্যক্রম
| সুইচের অবস্থান | ফলাফল | |||
|---|---|---|---|---|
| উপরে (প্রাথমিক) | পরিষ্কার সংকেত | |||
| কম্পন (উপরে-নিচে) | অপরিবর্তিত, ল্যাচ কম্পন উপেক্ষা করে | |||
| নিচে (চাপা) | পরিষ্কার সংকেত পরিবর্তন | |||
| কম্পন (নিচে-উপরে) | অপরিবর্তিত, ল্যাচ কম্পন উপেক্ষা করে |
বাস্তব জীবনে প্রয়োগ
| প্রয়োগক্ষেত্র | ব্যবহৃত ধরন | বিস্তারিত বিবরণ |
|---|---|---|
| ডিবাউন্স সার্কিট | ন্যান্ড গেট ল্যাচ | যান্ত্রিক সুইচের কম্পন দূর করে পরিষ্কার ডিজিটাল সংকেত তৈরি |
| তথ্য সংরক্ষণ | ঘড়ি-নিয়ন্ত্রিত | একটি বিট তথ্য সাময়িকভাবে সংরক্ষণ করা |
| বিপদ সংকেত | নর গেট ল্যাচ | একবার সংকেত পেলে মানুষ না থামানো পর্যন্ত বাজতে থাকে |
| পালস ধরা | ঘড়ি-নিয়ন্ত্রিত | একটি সংক্ষিপ্ত পালস ধরে রাখা পরে পড়ার জন্য |
| ডিজিটাল তালা | ন্যান্ড গেট ল্যাচ | সঠিক কোড দিলে খোলে এবং বন্ধ কোড না দিলে খোলা থাকে |
| স্ট্যাটিক র্যাম কোষ | বিশেষ ল্যাচ | কম্পিউটারের দ্রুতগতির মেমোরিতে প্রতিটি কোষ ছয়টি ট্রানজিস্টর দিয়ে তৈরি এসআর ল্যাচ |
| অবস্থা মেশিন | ঘড়ি-নিয়ন্ত্রিত | বিভিন্ন অবস্থার মধ্য দিয়ে ক্রমানুসারে যাওয়া সার্কিটে |
| ডেটা স্থায়িত্ব | মাস্টার-স্লেভ | গণনা সার্কিটে ক্ষণিক ভুল থেকে সুরক্ষা |
এসআর ফ্লিপ-ফ্লপের সীমাবদ্ধতা ও সমাধান
সীমাবদ্ধতা ১: নিষিদ্ধ অবস্থা
এসআর ফ্লিপ-ফ্লপের সবচেয়ে বড় সমস্যা হলো প্রয়োগ করা যায় না।
সমাধান: জেকে ফ্লিপ-ফ্লপ এই সমস্যার সমাধান করে, হলে নিষিদ্ধ না হয়ে টগল হয়।
সীমাবদ্ধতা ২: দুটি ইনপুট পরিচালনার জটিলতা
দুটি আলাদা ইনপুট ( ও ) পরিচালনা করা কখনো কখনো জটিল এবং নিষিদ্ধ অবস্থার ঝুঁকি থাকে।
সমাধান: ডি ফ্লিপ-ফ্লপে একটিমাত্র ডেটা ইনপুট থাকে, তাই নিষিদ্ধ অবস্থার ঝুঁকি নেই।
সীমাবদ্ধতা ৩: স্তর-সক্রিয়করণের অস্থিতিশীলতা
স্তর-সক্রিয় এসআর ফ্লিপ-ফ্লপে ঘড়ি চালু থাকাকালীন ইনপুট পরিবর্তন আউটপুটকে প্রভাবিত করে।
সমাধান: প্রান্ত-সক্রিয় বা মাস্টার-স্লেভ পদ্ধতি ব্যবহার করা।
| সীমাবদ্ধতা | সমাধান | সমাধানের ফ্লিপ-ফ্লপ |
|---|---|---|
| নিষিদ্ধ অবস্থা () | টগল করে | জেকে ফ্লিপ-ফ্লপ |
| দুটি ইনপুটের জটিলতা | একটিমাত্র ডেটা ইনপুট | ডি ফ্লিপ-ফ্লপ |
| স্তর-সক্রিয় অস্থিতিশীলতা | প্রান্ত-সক্রিয় পদ্ধতি | মাস্টার-স্লেভ বা প্রান্ত-সক্রিয় |
বিভিন্ন ফ্লিপ-ফ্লপের সাথে তুলনা
| বৈশিষ্ট্য | এসআর | ডি | জেকে | টি |
|---|---|---|---|---|
| ইনপুটের সংখ্যা | () | () | () | () |
| নিষিদ্ধ অবস্থা | আছে | নেই | নেই | নেই |
| টগল করতে পারে | না | না | হ্যাঁ () | হ্যাঁ () |
| প্রয়োজনীয় গেট সংখ্যা | – | – | – | – |
| প্রধান ব্যবহার | ল্যাচ, ডিবাউন্স | রেজিস্টার, শিফট | কাউন্টার | কাউন্টার, বিভাজক |
| বৈশিষ্ট্য সমীকরণ |
উদাহরণ
উদাহরণ ১: নর গেট ল্যাচের মান নির্ণয়
প্রাথমিক অবস্থা । নিচের ইনপুট প্রয়োগ করলে আউটপুট কী হবে?
ক্রম: → → →
ধাপ ১:
- (সেট হলো)
ধাপ ২:
- (ধারণ, স্মৃতি প্রমাণিত)
ধাপ ৩:
- (রিসেট হলো)
ধাপ ৪:
- (ধারণ, আবার স্মৃতি প্রমাণিত)
উদাহরণ ২: ঘড়ি-নিয়ন্ত্রিত এসআর ফ্লিপ-ফ্লপের বিশ্লেষণ
প্রাথমিক অবস্থা । ঘড়ির প্রতিটি চক্রে নিচের ইনপুট:
| চক্র | (পরবর্তী) | ব্যাখ্যা | |||
|---|---|---|---|---|---|
| ১ | সেট হলো | ||||
| ২ | ইতিমধ্যে সেট, ধারণ | ||||
| ৩ | ঘড়ি নিষ্ক্রিয়, কোনো প্রভাব ফেলে না | ||||
| ৪ | রিসেট হলো | ||||
| ৫ | ধারণ | ||||
| ৬ | ধারণ | ||||
| ৭ | আবার সেট হলো |
উদাহরণ ৩: বৈশিষ্ট্য সমীকরণ দিয়ে যাচাই
হলে নির্ণয় করো।
ধারণ অবস্থা, অপরিবর্তিত থাকলো
উদাহরণ ৪: অবস্থান্তর নির্ণয়
থেকে করতে কী প্রয়োজন?
সক্রিয়করণ সারণী থেকে:
যাচাই:
উদাহরণ ৫: ন্যান্ড গেট ল্যাচের মান নির্ণয়
প্রাথমিক অবস্থা । প্রয়োগ করলে আউটপুট কী হবে?
মানে সক্রিয় রিসেট, তাই:
রিসেট হলো
উদাহরণ ৬: ডিবাউন্স সার্কিটের বিশ্লেষণ
একটি যান্ত্রিক সুইচের কম্পনের সময় নিচের ইনপুট ক্রম তৈরি হয়: (প্রথম স্পর্শ) তারপর কম্পন: (বিচ্ছিন্ন) → (স্পর্শ) → বারবার
প্রথম স্পর্শে:
- (সেট হলো)
কম্পনে ():
- (ধারণ, অপরিবর্তিত)
পুনরায় স্পর্শে ():
- (সেট ইতিমধ্যে, অপরিবর্তিত)
আউটপুট সবসময় , কম্পনের কোনো প্রভাব নেই
উদাহরণ ৭: প্রিসেট ও ক্লিয়ার সহ
হলে আউটপুট কী হবে?
মানে প্রিসেট সক্রিয়, তাই ঘড়ি ও নির্বিশেষে:
প্রিসেট হলো
উদাহরণ ৮: এসআর থেকে ডি রূপান্তর যাচাই
এসআর ফ্লিপ-ফ্লপকে ডি ফ্লিপ-ফ্লপে রূপান্তর করে প্রয়োগ করলে আউটপুট নির্ণয় করো।
রূপান্তর রাশি:
, ডি ফ্লিপ-ফ্লপের মতো আচরণ করছে।
অনুশীলনী
- এসআর ফ্লিপ-ফ্লপের নিষিদ্ধ অবস্থা কী এবং কেন এটি নিষিদ্ধ?
- নর গেট ও ন্যান্ড গেট এসআর ল্যাচের মধ্যে মূল পার্থক্য কী?
- প্রাথমিক অবস্থা থেকে শুরু করে নিচের ক্রমে আউটপুট নির্ণয় করো:
- → →
- বৈশিষ্ট্য সমীকরণ ব্যবহার করে এর জন্য নির্ণয় করো।
- ঘড়ি-নিয়ন্ত্রিত এসআর ফ্লিপ-ফ্লপে থাকলে দিলে কী ঘটে?
- এসআর ফ্লিপ-ফ্লপকে ডি ফ্লিপ-ফ্লপে রূপান্তর করতে কী করতে হয়?
- মাস্টার-স্লেভ এসআর ফ্লিপ-ফ্লপের আউটপুট কোন প্রান্তে পরিবর্তন হয়?
- ডিবাউন্স সার্কিটে এসআর ল্যাচ কীভাবে সুইচের কম্পন দূর করে?
- সক্রিয়করণ সারণী থেকে থেকে করতে প্রয়োজনীয় ও এর মান কত?
- প্রাথমিক অবস্থা থেকে পরপর তিনবার সেট করলে এর মান কত?
- এসআর ফ্লিপ-ফ্লপ ও ডি ফ্লিপ-ফ্লপের মধ্যে কোনটি বেশি ব্যবহারিক সুবিধাজনক এবং কেন?
- ন্যান্ড গেট ল্যাচে হলে আউটপুট কী হবে?
উত্তর:
- হলে নিষিদ্ধ অবস্থা; কারণ উভয় আউটপুট একই মান হয়ে বুলিয়ান নিয়ম () ভঙ্গ হয়
- নর ল্যাচে উচ্চ-সক্রিয়, ন্যান্ড ল্যাচে নিম্ন-সক্রিয়; নিষিদ্ধ অবস্থায় নর ল্যাচে উভয় আউটপুট , ন্যান্ড ল্যাচে উভয়
- রিসেট: → ধারণ: → সেট:
- (রিসেট)
- কিছু ঘটবে না, ঘড়ি নিষ্ক্রিয় থাকায় ও ল্যাচে পৌঁছায় না, অপরিবর্তিত থাকে
- , একটি নট গেট যুক্ত করে
- নিম্নগামী প্রান্তে ()
- প্রথম স্পর্শে ল্যাচ সেট বা রিসেট হয়; পরবর্তী কম্পনে ধারণ অবস্থায় থাকে কারণ ধারণ অবস্থায় ইনপুট হয়
- (একবার সেট হওয়ার পর বারবার সেট করলেও থাকে)
- ডি ফ্লিপ-ফ্লপ বেশি সুবিধাজনক, একটিমাত্র ইনপুট, নিষিদ্ধ অবস্থার ঝুঁকি নেই
- উভয় আউটপুট , নিষিদ্ধ অবস্থা