AX_FB_RS_T_FF

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Einleitung

Der Funktionsbaustein AX_FB_RS_T_FF realisiert ein rücksetzdominantes bistabiles Kippglied (Reset-Dominant Latch) mit zusätzlicher Toggle-Funktion. Der Baustein kommuniziert über standardisierte Adapter-Schnittstellen und ermöglicht eine flexible Anbindung an andere Komponenten.

Schnittstellenstruktur

Der Baustein besitzt keine direkten Ereignis- oder Dateneingänge/-ausgänge auf FB-Ebene. Die gesamte Kommunikation erfolgt über Adapter, die wiederum eigene Ereignis- und Datenkanäle bereitstellen.

Ereignis-Eingänge

Die folgenden Adapter-Ereignisse lösen die Verarbeitung aus:

• SET.E1 – Ereignis zum Setzen des Ausgangs
• RESET1.E1 – Ereignis zum Zurücksetzen des Ausgangs (Priorität)
• CLK.E1 – Ereignis für den Takt, der bei steigender Flanke einen Toggle auslöst

Ereignis-Ausgänge

• Q1.E1 – Ereignis, das nach jeder Ausführung des Algorithmus gesendet wird (unabhängig vom Ergebnis)

Daten-Eingänge

Über die Adapter werden folgende Datenwerte empfangen:

• SET.D1 (BOOL) – Setz-Eingang: TRUE → setzt Q1 auf TRUE
• RESET1.D1 (BOOL) – Reset-Eingang: TRUE → setzt Q1 auf FALSE (hat Priorität vor SET)
• CLK.D1 (BOOL) – Takteingang: Flankenwechsel von FALSE nach TRUE löst Toggle aus

Daten-Ausgänge

• Q1.D1 (BOOL) – Ausgangswert des Flipflops

Adapter

Adapter	Typ	Rolle	Kommentar
SET	adapter::types::unidirectional::AX	Eingang	Setzen
RESET1	adapter::types::unidirectional::AX	Eingang	Zurücksetzen
CLK	adapter::types::unidirectional::AX	Eingang	Takt
Q1	adapter::types::unidirectional::AX	Ausgang	Ausgabe

Alle Adapter sind vom Typ AX (unidirektional) und stellen jeweils einen Ereigniskanal (.E1) sowie einen Datenkanal (.D1) zur Verfügung.

Funktionsweise

Der Baustein arbeitet nach folgendem deterministischen Algorithmus, der bei jedem eingehenden Ereignis (SET, RESET1 oder CLK) ausgeführt wird:

1. Priorität: Reset dominierend
   Ist RESET1.D1 = TRUE, wird Q1.D1 auf FALSE gesetzt.

2. Andernfalls: Set Vorrang
   Ist nur SET.D1 = TRUE (und RESET1.D1 = FALSE), wird Q1.D1 auf TRUE gesetzt.

3. Sonst: Toggle bei steigender Flanke
   Liegen weder RESET1 noch SET an, wird geprüft, ob CLK.D1 = TRUE und im vorherigen Zyklus FALSE war (steigende Flanke). In diesem Fall wird der Ausgang Q1 invertiert (NOT Q1.D1).

4. Flankenerkennung
   Die interne Variable EDGE speichert den letzten Wert von CLK.D1. Nach jedem Durchlauf wird sie aktualisiert (EDGE := CLK.D1). Dadurch wird die steigende Flanke erkannt, sobald CLK.D1 von FALSE auf TRUE wechselt.

Nach der Ausführung des Algorithmus wird stets das Ereignis Q1.E1 gesendet.

Technische Besonderheiten

• Adapterbasierte Kommunikation: Der Baustein verwendet ausschließlich Adapter für Ein- und Ausgabe, was eine lose Kopplung und Wiederverwendbarkeit in unterschiedlichen Kontexten erleichtert.
• Rücksetzdominanz: Der Reset-Eingang hat Vorrang vor dem Set-Eingang. Dies entspricht dem typischen Verhalten eines RS-Flipflops mit Priorität für den Reset.
• Flankengetriggerter Toggle: Das Toggle erfolgt nur bei einer steigenden Flanke des Taktsignals, nicht bei statischem High-Pegel. Die interne Flankenerkennung verhindert mehrfaches Umschalten bei anhaltendem TRUE am Takt.
• Ein-Zustands-ECC: Der Funktionsbaustein besitzt nur einen Zustand (REQ). Alle Transitionen führen zurück zu diesem Zustand, was einer kontinuierlichen Verarbeitung jedes eingehenden Ereignisses ohne zusätzliche Zustandslogik entspricht.

Zustandsübersicht

Der Baustein ist als Basic FB mit folgendem ECC realisiert:

Zustand	Aktion	Ausgabe
REQ	Führe Algorithmus REQ aus	Q1.E1 (nach Algorithmus)

Übergänge:

• Von REQ nach REQ bei RESET1.E1
• Von REQ nach REQ bei SET.E1
• Von REQ nach REQ bei CLK.E1

Es gibt keine weiteren Zustände. Der Algorithmus wird immer im gleichen Kontext ausgeführt.

Anwendungsszenarien

• Sicherheitssteuerungen: Ein rücksetzdominantes Verhalten ist nützlich, wenn ein Fehlerzustand (Reset) höchste Priorität haben muss, z.B. in Not-Aus-Schaltungen.
• Toggle-Funktion mit Takt: Umschalten zwischen zwei Zuständen bei jedem Taktimpuls, z.B. für Blinklicht oder Impulszähler.
• Hybride Schaltungen: Kombination aus Set/Reset und Umschaltfunktion in einer Komponente, was Platz und Logik spart.

Vergleich mit ähnlichen Bausteinen

• RS-Flipflop (reset-dominant): Verhält sich wie ein herkömmliches RS-Flipflop mit Reset-Vorrang, bietet aber keinen Toggle.
• T-Flipflop: Kann nur toggeln, besitzt keine separaten Set-/Reset-Eingänge.
• JK-Flipflop: Bietet Set, Reset und Toggle, jedoch mit anderer Prioritätslogik (kein expliziter Reset-Dominanz).
• AX_FB_RS_T_FF vereint Reset-Dominanz und Flanken-getriggerten Toggle in einem Baustein, nutzt Adapter für plattformunabhängige Anbindung.

Fazit

Der AX_FB_RS_T_FF ist ein vielseitiger, adapterbasierter Funktionsbaustein für bistabile Schaltungen mit rücksetzdominanter Logik und integrierter Toggle-Funktion. Durch die Verwendung von Adaptern lässt er sich einfach in modulare Automatisierungssysteme integrieren. Die Flankenerkennung und die klare Priorität der Eingänge machen ihn robust und zuverlässig für typische Steuerungsaufgaben.