AI_D_FF

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Einleitung

Der Funktionsblock AI_D_FF realisiert ein data latch (D-Flipflop) zur temporären Speicherung eines Datenwerts. Er dient als Adapter-gekapselte Implementierung eines flankengesteuerten D-Flipflops nach IEC 61499, das bei einem Ereignis am Eingang den anliegenden Datenwert übernimmt und am Ausgang bereitstellt.

Schnittstellenstruktur

Ereignis-Eingänge

Keine direkten Ereignis-Eingänge.

Ereignis-Ausgänge

Keine direkten Ereignis-Ausgänge.

Daten-Eingänge

Keine direkten Daten-Eingänge.

Daten-Ausgänge

Keine direkten Daten-Ausgänge.

Adapter

Bezeichnung	Richtung	Typ	Beschreibung
I	Socket	adapter::types::unidirectional::AI	Liefert das Eingangsereignis (E1) und den zu latchenden Datenwert (D1).
Q	Plug	adapter::types::unidirectional::AI	Gibt nach der Übernahme das Ergebnisereignis (E1) und den gespeicherten Datenwert (D1) aus.

Der Adapter AI ist unidirektional, d.h. die Daten- und Ereignisflüsse verlaufen nur in eine Richtung. Socket I dient als Eingang, Plug Q als Ausgang.

Funktionsweise

Interne Komponente ist ein E_D_FF_ANY-Funktionsblock (IEC 61499 D-Flipflop). Die Verdrahtung verbindet: - I.E1 → E_D_FF_ANY.CLK (Taktflanke) - I.D1 → E_D_FF_ANY.D (Dateneingang) - E_D_FF_ANY.EO → Q.E1 (Ausgangsereignis) - E_D_FF_ANY.Q → Q.D1 (latchender Datenwert)

Ablauf:
Ein Ereignis an I.E1 löst eine steigende Flanke am Takteingang des internen Flipflops aus. Der aktuelle Wert von I.D1 wird dabei übernommen und steht nach Ende der Verarbeitung an Q.D1 zur Verfügung. Gleichzeitig wird ein Ereignis an Q.E1 ausgegeben, das die Gültigkeit des neuen Datenwerts signalisiert.

Technische Besonderheiten

• Adapter-Kapselung: Der FB besitzt keine direkten Ein-/Ausgänge, sondern ausschließlich Adapter-Schnittstellen. Dies erleichtert die Wiederverwendung in modularen Architekturen, bei denen mehrere Signale gebündelt transportiert werden.
• Unidirektionaler Datenfluss: Die Adapter sind als reine Quellen (Plug) oder Senken (Socket) ausgelegt, was die Signalrichtung eindeutig festlegt.
• Flankengesteuert: Die Übernahme erfolgt nur bei einem Ereignis (steigende Flanke), nicht bei Pegeländerungen. Somit eignet sich der Baustein für getaktete Systeme.

Zustandsübersicht

Der interne Zustand des Flipflops wird durch den gespeicherten Wert Q bestimmt. Es existieren zwei stabile Zustände:

Takt (CLK)	D (Eingang)	Q (Ausgang) vorher	Q (Ausgang) nachher
Kein Ereignis	-	Q_alt	Q_alt
Ereignis (steigende Flanke)	0	X	0
Ereignis (steigende Flanke)	1	X	1

Bei jedem Ereignis an I.E1 wird der aktuelle D-Wert unabhängig vom vorherigen Q-Wert übernommen.

Anwendungsszenarien

• Abtastung analoger Werte: Ein Sensor (z.B. Temperatur, Druck) liefert über den Adapter I periodisch einen Messwert. Der FB speichert diesen bei einem Trigger-Ereignis und gibt ihn an die nachfolgende Logik weiter.
• Zwischenspeicher in Datenpfaden: In Fließband- oder Pipeline-Strukturen kann AI_D_FF als Datenhalte-Glied eingesetzt werden, um Werte für einen Taktzyklus zu puffern.
• Entprellung / Flankenverarbeitung: Kombiniert mit einem Taktgeber kann der Baustein verwendet werden, um eingehende Signale nur zu bestimmten Zeitpunkten zu übernehmen.

Vergleich mit ähnlichen Bausteinen

• E_D_FF (ohne Adapter): Bietet direkte Ereignis- und Dateneingänge/-ausgänge, ist aber weniger abstrahiert. AI_D_FF hingegen kapselt die Signale in Adaptern, was die Komposition in höheren Hierarchien vereinfacht.
• SR-Flipflop (S/R dominant): Speichert Zustand über Set/Reset, während AI_D_FF nur bei Taktflanken übernimmt und keine Reset-Funktion besitzt.
• Latch (pegelgesteuert): Anders als ein Latch reagiert AI_D_FF nur auf Flanken, wodurch es besser für synchronisierte Systeme geeignet ist.

Fazit

Der AI_D_FF ist ein kompakter, adapterbasierter D-Flipflop-Baustein, der einen Datenwert flankengesteuert speichert und ausgibt. Durch die Verwendung von unidirektionalen Adaptern fügt er sich nahtlos in moderne, modulare Automatisierungskonzepte ein und ermöglicht eine saubere Trennung von Daten- und Ereignissignalen. Seine Anwendung eignet sich vor allem für getaktete Abtast- und Zwischenspeicheraufgaben in IEC-61499-Systemen.