D-триггер (DFF)

Входы (Inputs)

Выходы (Outputs)

Логика работы

Представь фотовспышку: пока кнопка не нажата, сцена может меняться как угодно, но на снимок попадает ровно один кадр. D-триггер работает так же: между «вспышками» он просто держит на выходе Q последний снимок входа D. Это и есть память в чистом виде — ни вентили, ни провода ничего не помнят, а DFF помнит.

Главное свойство: значение D фиксируется строго в момент фронта такта — перехода Clock из 0 в 1. Всё, что происходит на D между фронтами, триггер игнорирует. Пусть на первом такте D = 1 — после фронта Q = 1; на втором такте D = 0 — после фронта Q = 0; а на третьем D дёрнулся в 1 уже после фронта — Q останется равным 0 до следующего такта.

Нюанс: внутри DFF — четыре NAND-вентиля, соединённые в пару защёлок master-slave. Пока одна защёлка принимает данные, вторая закрыта, поэтому «гонки» невозможны: прозрачной передачи нет, и на выход попадает ровно то значение, которое было на D в мгновение фронта.

Примеры (последовательность тактов)

Обрати внимание на такт 3: изменение D после фронта не влияет на выход — фронт уже прошёл.

Применение

Уровень 11 — первое знакомство с памятью. Из D-триггеров собирается вся тактируемая часть компьютера: восемь DFF на общем Clock образуют 8-битный регистр (уровень 12), а триггеры живут и внутри счётчика команд, и внутри индексного регистра. Осознание, которое даёт этот уровень: один DFF = один бит памяти.

Конкретное применение — «задержка на такт» и хранение флага: подай на D результат сравнения, и Q будет стабильно держать его до следующего такта, как бы ни дёргался вход. Именно так процессор запоминает бит нуля, а схемы управления решают, выполнять ли переход.