1) O documento discute relógios, componentes de memória como latches e flip-flops, e organização de memória. 2) Latches armazenam um bit de informação e são sensíveis ao nível do clock, enquanto flip-flops são sensíveis à transição do clock. 3) Uma memória pode ser vista como um vetor de posições endereçáveis funcionando como registradores.

1. Arquitetura e Organização de
Computadores I
Aula 06
Relógios, Componentes de
Memória, Latches,
Flip-Flops, Registradores
Prof. Adriano Zanuz

2. 2
Relógios
• Em muitos circuitos digitais é importante a ordem em que
os eventos ocorrem
• Para sincronizar eventos existem os relógios (clocks)
• O relógio é um circuito que gera uam série de pulsos de
largura precisa em intervalos também precisos
• O intervalo em segundos entre dois ciclos consecutivos é
denominado período do relógio
• O inverso do período nos dá a frequência em hertz do
relógio

3. 3
Relógios
• Exemplo
T = 1 ns
f = 1/T
f = 1/(1n)
f = 1/(1.10-9
)
f = 1.109
Hz
f = 1 GHz
relógio
diagrama
de tempo
do relógio
período
frequência

4. 4
Componentes de Memória
• A memória é um componente essencial de todos os
computadores
• É utilizada para armazenar tanto programas quanto
dados
• Os componentes básicos de memória são os latches e os
flip-flops

5. 5
Latches
• Um latch é um elemento de memória capaz de
armazenar uma informação de 1 bit
Estados possíveis:
SET: 0Q1;Q ==
RESET: 1Q0;Q ==

6. 6
Latch SR
• No latch SR (set – reset), quando:
– S=1 e R =0 Q ← 1 (SET)
– S=0 e R =1 Q ← 0 (RESET)
– S=0 e R =0 Q ← Qanterior (mantém o que havia)
– S=1 e R =1 Estado não usado
S
R
Q
/Q
S R Q
0 0 Qa
0 1 0
1 0 1
1 1 *

7. 7
Latch SR
• Variação de sinais em um latch SR (exemplo).
S
R
Q
/Q
t
t
t
t
t S R Q /Q
1 0 0 X X
2 1 0 1 0
3 0 0 1 0
4 0 1 0 1
5 0 0 0 1
6 0 1 0 1
7 0 0 0 1
8 1 0 1 0
9 0 0 1 0

8. 8
Latch SR com Clock
• Para controlar o instante da troca de estado do latch se
adiciona o sinal de clock (funciona como um sinal de
carga)
S
R
Q
/Q
CLK
CLK S R Q
0 0 0 Qa
0 0 1 Qa
0 1 0 Qa
0 1 1 Qa
1 0 0 Qa
1 0 1 0
1 1 0 1
1 1 1 *

9. 9
Latch D com Clock
• Um circuito com um estado impossível não terá
certamente aplicação prática. Para contornar a situação,
o tipo D é o circuito anterior com uma porta NOT entre as
entradas S e R
D
Q
/Q
CLK
CLK D Q
0 0 Qa
0 1 Qa
1 0 0
1 1 1

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Flip-Flops
• Um flip-flop é um circuito derivado do latch com uma
diferença fundamental.
• O flip-flop é sensível à transição do sinal de clock,
enquanto que o latch é sensível ao nível desse mesmo
sinal
• Uma das formas de se implementar um flip-flop é
utilizando-se um gerador de pulsos.

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Gerador de Pulsos

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Flip-flop D
• Graças ao gerador de pulsos o flip-flop irá armazenar o
valor que estiver em D no instante em que o sinal de
clock fizer uma transição de 0 para 1 (e não durante
todo intervalo em que o sinal de clock for 1 como
acontece no latch)
D
Q
/Q
CLK

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Resumo Latches X Flip-flops
• Latch: sensível ao nível
• Flip-flop: sensível à transição

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Resumo Latches X Flip-flops
• Existem tanto latches quanto flip-flops dos tipos
estudados: RS e D
• A diferença está na carga: enquanto nos latches a carga
ocorre de acordo com o nível do clock, nos flip-flops
ocorre de acordo com a transição do nível do clock
• Nos exemplos estudados os latches são carregados
enquanto o nível do clock está em um
• Os flip-flops estudados são carregados no exato
momento da transição de nível do clock, de zero para
um

15. 15
Registradores
• Um registrador armazena uma determinada quantidade
de bits. Serve, por exemplo, para receber operandos e
resultados de cálculos efetuados pela ULA.
• Ex. Registrador de 4 bits
Clock
A entrada de Clock do
registrador controla quando
ocorre uma gravação dos
dados de entrada no Registrador
Entradas
(dado de 4 bits a ser
gravado no Reg.)
Saídas
(dado de 4 bits a ser
lido do Reg.)

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Registradores
• Ex. Registrador de 8 bits CLEAR, PRESET e CLOCK
• Estrutura interna

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Organização da Memória
• Uma memória pode ser vista como um vetor com várias
posições
• Onde cada posição funciona como um registrador de n
bits
• E cada uma destas posições é acessado por um
endereço específico
• A figura a seguir apresenta a estrutura lógica de uma
memória de 4 posições

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Exercícios
1. Calcule a frequência em hertz de relógios de
computador com períodos iguais a:
a) 10 µs
b) 200 ns
c) 500 ps
2. Construa a tabela-verdade para o latch construído com
duas portas nand a seguir.
QX
Y
/Q

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Exercícios
3. Complete a tabela coma variação de sinais no latch SR
sem relógio e desenhe o diagrama de tempos
correspondente.
CK
S
R
Q
t
t
t
t
t CK S R Q
1 0 0 0
2 1 1 0
3 0 0 0
4 1 0 1
5 0 0 0
6 1 1 0
7 0 0 0
8 1 0 1

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Exercícios
4. Para o circuito a seguir, complete o diagrama de tempos
mostrado, com os sinais de saída do latch D (QL) e do
flip-flop D (QFF).
CLK
DATA
QL
QFF
t
t
t
t

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Exercícios
5. Qual o tamanho em bytes da memória RAM mostrada a
seguir?
endereços
dados