ഫ്ലിപ്-ഫ്ലോപ്

ഒരു ലോജിക് ഗേറ്റിന് അതിന്റെ ഇൻപുട്ടിലേക്ക് നൽകുന്ന നിർദ്ദേശങ്ങൾക്ക് അനുസരിച്ച് യുക്തമായ തീരുമാനങ്ങൾ എടുക്കാൻ കഴിയും. എന്നിരുന്നാലും ഇൻപുട്ടിലേക്ക് നൽകുന്ന വിവരങ്ങൾ ശേഖരിച്ച് വെക്കാനുള്ള മെമ്മറി അവയ്ക്കില്ല. എന്നാൽ ഫ്ലിപ്-ഫ്ലോപ് സർക്യുട്ടുകൾക്ക് ഇൻപുട്ടിൽ നൽകിയ വിവരങ്ങൾ വീണ്ടെടുക്കാനുള്ള കഴിവുണ്ട്. കാരണം ഇവ ബൈ സ്റ്റേബിൾ സർക്യുട്ടുകളാണ്. അതായത് എപ്പോഴും ഇവ ഒന്നുകിൽ HIGH സ്റ്റേറ്റിലോ അല്ലെങ്കിൽ LOW സ്റ്റേറ്റിലോ ആയിരിക്കും. അതിനാൽ ഫ്ലിപ്-ഫ്ലോപ്പിലേക്ക് നൽകുന്ന ഇൻപുട്ടിന് ഔട്പുട്ടിനെ നിയന്ത്രിച്ച് HIGH അല്ലെങ്കിൽ LOW വോൾട്ടെജ് ഉള്ള ഡിജിറ്റൽ സിഗ്നലുകൾ ഉണ്ടാക്കാൻ കഴിയും. 
ലഘുചിത്രം|ഫ്ലിപ്-ഫ്ലോപ്പിന്റെ അടിസ്ഥാന ഘടന
ഒരു ഫ്ലിപ്-ഫ്ലോപ്പിന്റെ അടിസ്ഥാന ഘടനയാണ് ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നത്. Q1 & Q2 രണ്ട് സി-ഇ ആംപ്ലിഫയറുകളെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. Q1-ൻറെ കളക്ടറിൽ നിന്നുള്ള ഔട്പുട് Q2-വിന്റെ ബേസ് ഇന്പുട്ട് aayi മാറുന്നു. അതുപോലെ Q2-വിൽ നിന്നുള്ള ഔട്പുട്ട് Q1-നും ലഭിക്കുന്നു. Q1 കറൻറ് കടത്തിവിട്ടാൽ Q1 ഓൺ ആകുകയും അതേസമയം Q2 ഓഫ് ആകുകയും ചെയ്യുന്നു. അതുപോലെ Q2 ഓൺ ആയാൽ Q1 ഓഫ് ആകുന്നു. അതായത് ഒന്ന് കറന്റ് കടത്തി വിട്ടാൽ മറ്റത് കറന്റ് കടത്തി വിടാതിരിക്കുന്ന്നു. 
കളക്ടർ വോൾടേജ്കളാണ് ഇവിടെ ഔട്പുട്ട്. Q1-ൻറെ ബേസിൽ കൂടി കറന്റ് ഒഴുകാൻ പ്രാപ്തമാക്കുന്ന ഒരു ഇൻപുട്ട് നൽകിയാൽ Q1-ൻറെ കളക്ടർ വോൾടേജ് അഥവാ ഔട്പുട്ട് വോൾടേജ് കുറയുന്നു. ഈ സമയം Q1-ൻറെ ഔട്പുട്ട് വോൾടേജ് LOW ആണെന്ന് പറയാം. ഇത് കാരണമായി Q2-ൻറെ ബേസ് കറന്റ് കുറയുന്നു . അതിന്റെ ഫലമായി കലക്ടറിലൂടെയുള്ള കറന്റ് കൂടുന്നു. ഈ സമയംQ2-ൻറെ ഔട്പുട്ട് HIGH ആണെന്ന് പറയാം. ഇപ്രകാരം Q2-ൻറെ ഔട്പുട്ട് വോൾടേജ് LOW ആകുമ്പോൾ Q1-ൻറെ ഔട്പുട് HIGH ആകുന്നു. അതായത് രണ്ട് വോൾടേജ്കളും എപ്പോഴും വിപരീതമായിരിക്കും അല്ലെങ്കിൽ കോംപ്ലിമെന്ററി  ആയിരിക്കുമെന്ന് പറയാം. ബൈനറിയിൽ HIGH എന്നതിനെ 1 കൊണ്ടും LOW എന്നതിനെ 0 കൊണ്ടുമാണ് സൂചിപ്പിക്കുന്നത്. രണ്ടിൽ ഏത് സ്റ്റേറ്റ് ആയാലും ഫ്ലിപ്-ഫ്ലോപ്പുകൾ സ്ഥിരതയുള്ളവയായിരിക്കും. ഇവയിലേക്കുള്ള ഇൻപുട്ടുകളെ നിയന്ത്രിച്ച് കൊണ്ട് ഇവയിൽ നിന്നുള്ള ഔട്പുട്ടുകളെ ''നമുക്ക് നിയന്ത്രിക്കാൻ കഴിയും.

ആർ-എസ് ഫ്ലിപ്-ഫ്ലോപ്പുകൾ
ലഘുചിത്രം|വലത്ത്‌|ആർ-എസ് ഫ്ലിപ്-ഫ്ലോപ്പുകൾ
ഇവയാണ് അടിസ്ഥാന ഫ്ലിപ്-ഫ്ലോപ് ലോജിക് സർക്യുട്ടുകൾ. ആർ-എസ് ഫ്ലിപ്-ഫ്ലോപ്പുകളുടെ പ്രതീകാത്മക ചിത്രീകരണമാണ് ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നത്. അതിന്റെ രണ്ട് ഇൻപുട്ടുകളെ സെറ്റ് (S) എന്നും റീസെറ്റ് (R) എന്നും പറയുന്നു. ഇവിടെയുള്ള രണ്ട് ഔട്പുട്ടുകളും എപ്പോഴും കോംപ്ലിമെന്ററി ആയിരിക്കും. അതായത് ഇപ്പോൾ Q1 ലോജിക് 1 ആകുന്നോ Q2 ലോജിക് 0 ആയിരിക്കും. R-ന്റെയും S-ന്റെയും ടെർമിനൽസിൽ കാണുന്ന ചെറിയ വൃത്തങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നത് ഈ ഫ്ലിപ്-ഫ്ലോപ്പിന് ആക്ടിവ് ആയ LOW ഇന്പുട് ഉണ്ടെന്നാണ്. അതായത് ഈ ഫ്ലിപ്-ഫ്ലോപ്പിനെ ആക്ടിവേറ്റ് ചെയ്യാൻ ലോജിക് 0 ആവശ്യമാണ്. ആർ-എസ് ഫ്ലിപ്-ഫ്ലോപ്പിലേക്കുള്ള വിവിധ ഇൻപുട്ടുകളും അതിനനുസരിച്ച് ഇവ ഉണ്ടാക്കുന്ന പ്രതികരണങ്ങളുമാണ് ചിത്രത്തിലെ ട്രൂത് ടേബിളിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നത്. 
ഇവ പ്രവർത്തിക്കുന്ന വിവിധ രീതികൾ :

 പ്രൊഹിബിറ്റഡ് മോഡ് 
ഇവ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കാറില്ല. കാരണം ഈ മോഡിൽ രണ്ട് ഔട്പുട്ടുകളും HIGH ആണ്. പക്ഷെ ഒരു ഫ്ലിപ്-ഫ്ലോപ്പിന്റെ രണ്ടു ഔട്പുട്ടുകളും കോംപ്ലിമെന്ററി ആയിരിക്കണം. അതിനാൽ ഇവ സാധാരണയായി പരിഗണിക്കാറില്ല. 
 സെറ്റ് മോഡ് 
S ഇന്പുട് നോർമൽ ആകുമ്പോഴാണ് ഈ സ്റ്റേറ്റിലെത്തുന്നത്. ഇതിന്റെ ഫലമായി Q1 ഔട്പുട്ട് ലോജിക് 1 ആയിത്തീരുന്നു. അതായത് S-ൽ കൊടുക്കുന്ന LOW വോൾടേജ് ഇൻപുട്ട് Q1-ൽ HIGH വോൾടേജ് ഔട്പുട്ട് തരുന്നു. 
റീസെറ്റ് മോഡ് 
ഇതിൽ R ഇൻപുട്ട് ലോജിക് 0 ആക്കുമ്പോൾ Q2 ഔട്പുട്ട് ലോജിക് 1 ആകുന്നു ഒപ്പം Q1 ഔട്പുട്ട് ലോജിക് 0 ആകുന്നു. അതായത് R ഇൻപുട്ട് LOW ആകുമ്പോൾ Q1 ഇൻപുട്ടും LOW ആകുന്നു. 
ഡിസേബിൾ മോഡ് 
ഈ സ്റ്റേറ്റിൽ മാറ്റങ്ങൾ ഒന്നും തന്നെ സംഭവിക്കുന്നില്ല. ഇതിൽ രണ്ട് ഇൻപുട്ടുകളും ലോജിക് 1 അഥവാ HIGH ആക്കുന്നു. അതിന്റെ ഫലമായി രണ്ട് ഔട്പുട്ടുകളും ലോജിക്  0 അഥവാ LOW ആകുന്നു. 

ആർ-എസ് ഫ്ലിപ്-ഫ്ലോപ്പ് സർക്യുട്ടുകളെ ആർ-എസ് ലാച്ച് (R-S Latch) എന്നും വിളിക്കുന്നു. കാരണം ഡിസേബിൾ  മോഡിൽ ആയിരിക്കുമ്പോൾ S അല്ലെങ്കിൽ R ഇൻപുട്ടിന് മാറ്റം വരുത്തുന്നതുവരെ അതേ മോഡിൽ തന്നെ തുടരുന്നു. താൽക്കാലികമായ ഡിജിറ്റൽ വിവരശേഖരണങ്ങൾക്ക് ലാച്ച് സർക്യുട്ടുകൾ ഉപയോഗിയ്ക്കാറുണ്ട്.  

ക്ലോക്കഡ് ആർ-എസ് ഫ്ലിപ്പ്-ഫ്ലോപ്പുകൾ
ലഘുചിത്രം|വലത്ത്‌|ക്ലോക്കഡ് ആർ-എസ് ഫ്ലിപ്പ്-ഫ്ലോപ്പുകൾ
ക്ലോക്കുകൾ എന്നാൽ ഒരു പ്രത്യേക ആവൃത്തിയിലുള്ള പൾസുകളെ പീരിയോഡിക് ആയി അഥവാ നിശ്ചിത ഇടവേളകളിൽ ഉണ്ടാക്കുന്ന സർക്യുട്ടുകളാണ്. ആർ-എസ് ഫ്ലിപ്-ഫ്ലോപ്പുകളിൽ ഇത്തരം ക്ലോക്കുകൾ ഇല്ല. ഇവയ്ക്ക് 3 ഇൻപുട്ടുകൾ ഉണ്ടാകും. സെറ്റ്, റീസെറ്റ്, ക്ലോക്ക് എന്നുവയ്ക്കുള്ള ഇൻപുട്ടുകളാണവ. ഇവയെല്ലാം ആക്ടിവ് HIGH ഇൻപുട്ടുകളാണ്. അതായത് HIGH വോൾടേജ് ഇൻപുട്ടുകൾക്ക് മാത്രമേ ഇവയെ ആക്ടിവേറ്റ് ചെയ്യാൻ സാധിക്കു. അതിനാലാണ് ആർ-എസ് ഫ്ലിപ്പ്-ഫ്ലോപ്പുകളിലേത് പോലെ ഇവിടെ ചിത്രത്തിൽ ടെർമിനലുകളിൽ വൃത്തങ്ങൾ കാണിക്കാത്തത്. സെറ്റ്, റീസെറ്റ് ഓപ്പറേഷനുകൾ സമയാസമയം നിയന്ത്രിതമായി നടത്താനാണു ക്ലോക്ക് ഇൻപുട്ട് നൽകുന്നത്. അതിനാൽ CK ഇൻപുട്ട് ടെർമിനലിലേക്ക് നൽകുന്ന ഇൻപുട്ടിന് അനുസരിച്ചായിരിക്കും ഇവിടുത്തെ ഔട്പുട്ട്. ഇവ പ്രവർത്തിക്കുന്നതിന്റെ ട്രൂത് ടേബിളാണ് ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നത്. ഇതിലെ പ്രൊഹിബിറ്റഡ് മോഡ് സാധാരണഗതിയിൽ ഉപയോഗിക്കാറില്ല. S ഇന്പുട് ലോജിക് 1 ആകുമ്പോൾ സെറ്റ് ഓപ്പറേഷൻ നടക്കുന്നു. R ഇൻപുട്ട് ലോജിക് 1 ആകുമ്പോൾ റീസെറ്റ് ഓപ്പറേഷനും നടക്കുന്നു. S, R ഇൻപുട്ടുകൾ ഒരേസമയം 0 ആയാൽ ഫ്ലിപ്ഡി-ഫ്ലോപ് ഡിസേബിൾഡ് സ്റ്റേറ്റിൽ എത്തുന്നു. കാരണം ഒരു HIGH ഇൻപുട്ട് മാത്രം ഒരേസമയം ലഭിച്ചാലേ ഫ്ലിപ്-ഫ്ലോപ് പ്രവർത്തനക്ഷമമായി ഔട്പുട് തരുകയുള്ളു. ഡിസേബിൾഡ് സ്റ്റേറ്റിൽ ക്ലോക്ക് ഇൻപുട്ടിന് ഒരു സ്വാധീനവും ഇല്ല. എന്നിരുന്നാലും S അല്ലെങ്കിൽ R എന്നിവയിൽ ഒന്ന് പോസിറ്റീവ് ആകുന്നതോടൊപ്പം തന്നെ ഒരു പോസിറ്റീവ് ക്ലോക്ക് പൾസ് കൂടി ഇൻപുട്ട് ആയി ലഭിച്ചാലേ ഫ്ലിപ്-ഫ്ലോപ് ആക്ടിവ് ആകുകയുള്ളു. കൃത്യമായ ഇടവേളകളിലുള്ള പ്രവർത്തനവും മോഡുകളിൽ ഉണ്ടാകേണ്ട വ്യത്യാസവും പ്രാധാന്യമുള്ളവയായതിനാൽ കൂടുതൽ ഫ്ലിപ്-ഫ്ളോപ്പുകളും ഇത്തരം ഒരു ക്ലോക്ക് ഓപ്പറേഷൻ സമയങ്ങളിൽ കൃത്യത വരുത്താനായി ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്.
ഡി  ഫ്ലിപ്-ഫ്ലോപ്
ലഘുചിത്രം|വലത്ത്‌|ഡി ഫ്ലിപ്-ഫ്ലോപ്
ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നത് ഒരു ഡി ടൈപ്പ് ഫ്ലിപ്-ഫ്ലോപ്പിന്റെ പ്രതീകാത്മക ചിത്രമാണ്. ഇത്തരം ഫ്ലിപ്-ഫ്ലോപ്പുകൾക്ക് ഒരു ഇൻപുട്ട് ടെർമിനലും ഒരു ക്ലോക്ക് ഇൻപുട്ട് ടെർമിനലും ആകും ഉണ്ടാവുക. ഡിലെ (Delay) ആവശ്യങ്ങൾക്കായി ഉപയോഗിക്കുന്നതിനാൽ ഡി ടൈപ്പ് ഫ്ലിപ്-ഫ്ലോപ്പുകളെ ഡിലെ ഫ്ലിപ്-ഫ്ലോപ്പുകൾ (Delay flip-flops ) എന്നും പറയാറുണ്ട്. ഡി ടെർമിനലിലേക്ക് കൊടുക്കുന്ന ഇൻപുട്ടിനെ ഡിലെ ചെയ്ത് (താമസിപ്പിച്ച് ) ഔട്പുട്ട് ഉണ്ടാക്കാൻ വേണ്ടിയാണ് ഇവിടെ ക്ലോക്ക് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. അതായത് ക്ലോക്കിൽ നിന്നുള്ള ഇൻപുട്ട് പൾസ് LOW സ്റ്റേറ്റിൽ നിന്ന് HIGH സ്റ്റേറ്റിലേക്ക് മാറുമ്പോൾ ഡി ടെർമിനലിൽ നിന്ന് ഡേറ്റ Q ഔട്പുട്ടിലേക്ക് കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. ഇത്തരത്തിൽ ക്ലോക്ക് പൾസിനെ നിയന്ത്രിച്ച് ഡിലെ സമയം വ്യത്യാസപ്പെടുത്താൻ സാധിക്കും.

ജെ.കെ ഫ്ലിപ്-ഫ്ലോപ്പുകൾ
ലഘുചിത്രം|വലത്ത്‌|ജെ.കെ ഫ്ലിപ്-ഫ്ലോപ്പുകൾ
പലതരത്തിൽ പല ആവശ്യങ്ങൾക്ക് ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയുന്നതിനാൽ ഇവയെ യൂണിവേഴ്സൽ ഫ്ലിപ്ഫ്ലോപ്പുകൾ എന്നാണ് വിളിക്കുന്നത്. ഇവയുടെ പ്രതീകാത്മക ചിത്രമാണ് ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നത്. ഇവിടെ രണ്ട് ഇൻപുട്ട് ഡാറ്റാ ടെർമിനലുകളാണ് ഉള്ളത്(J&K). ഒപ്പം ഒരു ക്ലോക്ക് ഇൻപുട്ട് ടെർമിനലും ഉണ്ടാകും. ക്ലോക്ക് ഇൻപുട്ട് ടെർമിനലെ ചെറിയ വൃത്തം സൂചിപ്പിക്കുന്നത് ക്ലോക്ക് ഇൻപുട്ട് HIGH യിൽ നിന്ന് LOW യിലേക്ക് മാറുമ്പോഴാണ് ഡാറ്റാ കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നത്. മറ്റുള്ളവയിലേത് പോലെ ഇവിടെയും പല മോഡുകളിലായാണ് പ്രവർത്തനം നടക്കുന്നത്. 

ഡിസേബിൾ മോഡ് 
ഈ സ്റ്റേറ്റിനെ മെമ്മറി സ്റ്റേറ്റ് എന്നും വിളിക്കാറുണ്ട്. 
റീസെറ്റ് മോഡ് 
ആക്ടിവ് HIGH ഇൻപുട്ടുകളുള്ള ഈ സ്റ്റേറ്റ് ക്ലോക്കഡ്  ആർ-എസ് ഫ്ലിപ്ഫ്ലോപ്പുകൾക്ക് സമമാണ് 
സെറ്റ് മോഡ്
ഈ സ്റ്റേറ്റും ക്ലോക്കഡ്  ആർ-എസ് ഫ്ലിപ്ഫ്ലോപ്പുകൾക്ക് സമമാണ്
ടോഗ്ഗിൽ മോഡ്  
ഇത് കൊണ്ട് അർത്ഥമാക്കുന്നത് Q ഔട്പുട്ട് ക്ലോക്ക് പൾസിന്റെ HIGH യും LOW യും സ്റ്റേറ്റുകളുടെ ഇടയിൽ ആക്ടിവ് ആകുകയും അല്ലാതാവുകയും ചെയ്യുന്നു എന്നാണ്. ഇവ വളരെ അധികം ഉപയോഗമുള്ള ഫങ്ഷനുകളാണ്. രണ്ട് ഇൻപുട്ടുകളും HIGH ആകുന്ന അവസരത്തിലാണ് ഫ്ലിപ്ഫ്ലോപ് ഈ അവസ്ഥയിലെത്തുന്നത്. 
കൂടുതൽ ഫ്ലിപ്ഫ്ലോപ്പുകളും ആവശ്യങ്ങൾക്കനുസരിച് ഐ സി പാക്കേജുകളിൽ ലഭ്യമാണ്. ഒരു ഐ സി ചിപ്പിനുള്ളിൽ ലോജിക് ഗേറ്റുകൾ ചേർത്തിട്ടാണ് ഫ്ലിപ്ഫ്ലോപ്പുകൾ നിർമ്മിക്കുക.