今回は、「タイミングチャート(タイムチャート)」についての説明です。
１．初めに
論理回路における基本的な演算回路は以下のような種類があります。
- AND回路
- OR回路
- NOT回路
- NAND回路
- NOR回路
- XOR回路
これらの論理回路(論理ゲート)を複数個組み合わせて構成する論理回路のことを組み合わせ論理回路と呼びます。
組み合わせ論理回路を構成すると複雑な回路も実現可能になりますが、複雑な論理回路はその見た目からどんな回路構成になっているのか理解しづらくなります。
そんな複雑な論理回路も視覚的に理解しやすくなるタイミングチャート・タイムチャートについて、今回は簡単に解説していきます。
２．タイミングチャートとは？タイムチャートとは？
タイミングチャートとは、複数の信号の関係を時間軸で表した図のことです。
タイミング図やタイムチャートと呼ばれていることもあります。
[chart]で[表・図・早見]という意味になるので、何となく言葉の意味は想像できますね。
タイミングやタイム(時間)の関係を見てとれる図というわけです。
タイミングチャートは、ある動作を言葉で表そうとすると何かと不便な時によく使用されます。
日本語にしにくい用語を横文字にするような感覚です。
例えば、スイッチAとスイッチBが同時にONになるか、スイッチCがONになったタイミングでのみ出力がONになる論理回路があったとします。
回路を図で表すと、以下のようなイメージになります。
このレベルではまだ言葉の説明でも理解はできるのですが、ここに条件が追加されていくとちょっと把握するのが面倒になってくるんですよね。
そこで、直感的にわかりやすくなる図としてタイミングチャートを用いている場合があります。
試しに図1をタイミングチャートで表すと、以下のようになります。
横軸を時間として、縦に関連する各信号のON/OFF状態などの情報を並べるわけですね。
そうすれば、ある時間帯の各信号状況の相関が見てわかるようになります。
下図の①の区間ではスイッチA・スイッチB・スイッチCが全てONになっている時に、出力がONになっています。
②の区間ではスイッチA・スイッチBはONでスイッチCがOFFになるので、スイッチA・スイッチBが同時にONになることによって出力がONになっています。
このようにタイミングチャートを読み取るのです。
パッと見で信号同士の関係がわかるのが利点なので、論理が複雑になればなるほどタイミングチャートを使う意味が出てきます。
電子部品のデータシートなんかを見ていると、「ある信号の立ち上がりには実際は何μsの遅れが生じる」・「クロック信号に対してどんなタイミングでデータの送受信を行う」などの情報がタイミングチャートの形で記載されていることが多いです。
以上、「タイミングチャート(タイムチャート)」についての説明でした。
