順序回路
組み合わせ回路は入力信号に対して出力が一意に決定されるが、順序回路ではその内部で記憶されている状態(内部状態)と入力信号の状態によって次の出力状態が決定される。つまり、過去の入力信号変化が同じであってもある時点の内部状態が異なっていれば異なる出力状態になる。
順序回路の内部状態はフリップフロップやラッチで構成され、クロックパルスのタイミング(立ち上がりまたは立ち下がり)で状態が確定する同期式順序回路と、入力信号のタイミングに依存して状態が確定する非同期式順序回路に大別される。同期式順序回路ではクロックパルスごとに出力が確定するのでクロックパルスの周期よりも短い信号処理出力はできないが、内部の過渡的な遅延の影響を排除することが可能である。非同期式順序回路では処理速度は入力信号の変化速度に依存するが、内部の過渡的な遅延の影響が組み合わせ回路部や記憶回路部に発生するため、ハザードなどによる意図しない誤動作が発生しやすい。
最も基本となる順序回路は、同期式順序回路としてはフリップフロップ、非同期式順序回路としてはラッチがある。ただし、これらを一括してフリップフロップと呼ぶこともある、前者を同期式フリップフロップ、後者を非同期式フリップフロップと呼ぶ例もある。
なお、順序回路はオートマトン、状態機械、順序機械といった、
外部からの情報を入力
内部に状態を保持
外部からの情報と内部の状態から次の内部状態が決定
外部に情報を出力
というシステムを実現する方法の一つである。
フリップフロップおよびラッチは1ビットの2つの状態(0または1)を記憶する最小の順序回路である。このような回路として、RSフリップフロップ/RSラッチ、Dフリップフロップ/Dラッチ、JKフリップフロップ、Tフリップフロップがある。下表に回路シンボルおよび状態遷移表を示す。