Neste artigo discutiremos a lógica das Latches e Memórias, componentes que são a base para a construção das memórias. Serão discutidas algumas variações nestes circuitos, características importantes desse tipo de memória e exemplos de implementação de memórias.

Atualmente existe uma infinidade de dispositivos capazes de armazenar dados, tanto de forma volátil quanto permanente. Porém muitos circuitos hoje já implementados abstraem muitas funções importantes para a compreensão das estruturas que os compõem.  

As memórias são circuitos estáveis capazes de armazenar (1, 2, 3…N) bits. Entretanto, mesmo uma memória tão simples, para que ela possa armazenar algum valor, é necessária a implementação de um circuito específico em seu interior.  

Mas cuidado, antes de ler esse artigo sobre Latches e Memórias, lembre-se que você precisa entender bem o que são circuitos digitais e como eles funcionam.

Latch

As Latches são dispositivos de armazenamento temporário de 1 bit de informação. São formados por circuitos com portas lógicas, onde a saída de uma porta é ligada na entrada de outra. Assim, a saída sempre depende de valores de saídas anteriores. Ou seja, é baseado em estados anteriores, também conhecido como malha de realimentação. Portanto, as Latches são:

• Um circuito sequencial biestável assíncrono,
• É constituído por portas lógicas, capaz de armazenar um bit de informação;
• As saídas de certo instante dependem dos valores de entrada do instante mais os valores anteriores de saída;
• As saídas mudam a qualquer instante de tempo, podendo ter ou não variáveis de controles.

Latch SR

A Figura 1 mostra um exemplo de uma Latch SR. Este circuito possui este nome graças as duas entradas que são: set, reset.  

Figura 1 – Latch

As saídas deste circuito são Q e Q’, onde necessariamente um deles é o inverso do outro. As entradas set e reset tem a função de alimentar o sistema. É possível notar uma malha de realimentação utilizando as saídas das portas NOR. A malha de realimentação possibilita que o sistema, ao detectar um pulso na entrada set, retorne a saída Q = 1.

Inversamente a este comportamento temos a entrada reset, pois ao detectar um pulso nesta entrada, a saída Q’ receberá o valor 1 e a saída Q voltará a 0. A Figura 2 mostra uma alternativa válida para a implementação de uma Latch utilizando duas portas NAND. É importante perceber que a entrada set e reset estão barradas, ou seja, invertidas.

Figura 2 – Latch SR

Latch RS – Síncrono

Figura 2 – Latch RS com “Enable”

Este circuito é por definição uma Latch RS, assim como o anterior o seu funcionamento é semelhante. A diferença deste circuito é que ele possui uma chave de “Enable”, esta chave é composta por duas portas AND. A combinação destas portas possibilitam que qualquer alteração do sistema só seja feita caso ela esteja em nível alto ( “Enable” = 1 ).    

Latch JK com set e reset

Figura 3 – Latch JK com “Enable”

A Figura 3 mostra a estrutura de uma Latch, onde nas entradas OR estão conectadas a pinos de set e reset. Além disso, este circuito possui o “Enable/Clock” e as entradas JK. Esta estrutura começa a se assemelhar ao que tradicionalmente denominamos flip-flop.

Flip Flop

Figura 4 – Flip-flop JK

A Figura 4 mostra um flip-flop, teoricamente também pode ser chamada de Latch mestre-escravo com edge-bordered. Este tipo de circuito é capaz de se diferenciar graças a sua ativação somente na passagem do clock de 0 para 1. Anteriormente a este sistema era possível apenas realizar os Latch level triggered, que realizavam sua função de acordo com a mudança de “level” dos pinos.  

Quando estamos neste nível é necessário que realizemos uma abstração, algo bastante comum neste tipo de circuito. Abstrair possibilita que circuitos complexos sejam vistos como objetos. A abstração do circuito na Figura 4 é feita para um componente chamado flip flop ou memória. Este circuito é capaz de armazenar 1 bit.  

A Figura 5 mostra a representação de um flip flop com as entradas D, clock e a saída. Esta memória do tipo D com um pulso do clock “coloca” o valor presente na entrada direto na saída do circuito.

Figura 5 – Memória do tipo D

Além deste tipo de memória existe ainda a do tipo JK que conta com uma entrada set (J) e uma porta reset (K). Com um pulso do clock, a entrada presente no set ou no reset serão ativados. A representação deste tipo de memória está contida na Figura 6.  

Figura 6 – Memória do tipo JK

Agora que você já entendeu o que são Latches e Memórias você está preparado para começar avançar na eletrônica digital.

Referências

• “Elementos de Memória”; F.C.C.De Castro; Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul. Disponível em: http://www.feng.pucrs.br/~decastro/pdf/ED_C7.pdf; Acesso em 11/08/2016.  
• “Latches SR (Set e Reset) NAND e NOR” Disponível em: http://www.eletronicaprogressiva.net/2012/12/Latches-SR-Set-e-Reset-NAND-e-NOR.html. Acesso em: 11/08/2016  
• “CIRCUITOS FLIP FLOPs “ Disponível em: http://www.sj.ifsc.edu.br/~odilson/ELD/Apostila%20-%20FlipFlop%20v3.pdf.