16-Bit D Flip-Flop with TRI-STATE Outputs The **74ACTQ16374** from National Semiconductor is a high-performance, 16-bit edge-triggered D-type flip-flop designed for advanced digital applications. This component features 3-state outputs, enabling efficient bus interfacing and data transfer in complex systems.  

Built with advanced CMOS technology, the 74ACTQ16374 offers low power consumption while maintaining high-speed operation, making it suitable for high-frequency applications. Each flip-flop in the device captures data on the rising edge of the clock signal, ensuring precise synchronization. The 3-state outputs allow multiple devices to share a common bus without interference, improving system efficiency.  

Key features include a wide operating voltage range (4.5V to 5.5V), balanced propagation delays, and robust noise immunity, ensuring reliable performance in demanding environments. The device is commonly used in data storage, buffering, and signal routing applications across computing, telecommunications, and industrial systems.  

With its compact 48-pin package and industry-standard pinout, the 74ACTQ16374 integrates seamlessly into existing designs while providing enhanced speed and power efficiency. Its combination of performance and versatility makes it a preferred choice for engineers working on high-speed digital circuits.

16-Bit D Flip-Flop with TRI-STATE Outputs# 74ACTQ16374 16-Bit D-Type Flip-Flop Technical Documentation

*Manufacturer: NS (National Semiconductor)*

## 1. Application Scenarios

### Typical Use Cases
The 74ACTQ16374 serves as a high-performance 16-bit edge-triggered D-type flip-flop with 3-state outputs, making it ideal for:

 Data Bus Interface Applications 
-  Bus Registering : Functions as an intermediate data storage element between microprocessors and peripheral devices
-  Data Synchronization : Aligns asynchronous data streams with system clock signals in digital systems
-  Pipeline Registering : Enables pipelined architecture in high-speed digital systems by staging data between processing elements

 Memory Address/Data Latching 
-  Address Buffer : Temporarily holds memory addresses during read/write operations
-  Data Path Isolation : Provides controlled isolation between different bus segments
-  Input/Output Port Expansion : Extends I/O capabilities in microcontroller-based systems

### Industry Applications

 Computing Systems 
-  Motherboard Design : Used in chipset interfaces for data buffering between CPU and memory controllers
-  Server Architecture : Implements high-speed data paths in server backplanes and storage controllers
-  Workstation Graphics : Supports frame buffer interfaces in high-performance graphics subsystems

 Telecommunications Equipment 
-  Network Switching : Facilitates data packet buffering in Ethernet switches and routers
-  Base Station Design : Enables signal processing pipeline stages in wireless infrastructure
-  Telecom Backplanes : Provides clock domain crossing in high-speed serial communication systems

 Industrial Automation 
-  PLC Systems : Implements input/output scanning and data acquisition timing
-  Motor Control : Synchronizes position feedback data in servo drive systems
-  Process Control : Buffers sensor data in distributed control systems

### Practical Advantages and Limitations

 Advantages 
-  High-Speed Operation : Typical propagation delay of 4.5 ns supports clock frequencies up to 200 MHz
-  Low Power Consumption : Advanced CMOS technology provides optimal power-speed ratio
-  Bus-Friendly Architecture : 3-state outputs enable direct bus connection without external buffers
-  Wide Operating Voltage : 4.5V to 5.5V supply range accommodates typical 5V system requirements
-  High Drive Capability : 24 mA output current supports heavily loaded bus systems

 Limitations 
-  Voltage Level Sensitivity : Requires careful consideration in mixed 3.3V/5V systems
-  Simultaneous Switching Noise : High-speed switching may cause ground bounce in poorly designed layouts
-  Power Sequencing : Requires proper power-up/down sequencing to prevent latch-up conditions
-  Clock Skew Sensitivity : Performance degradation in systems with significant clock distribution delays

## 2. Design Considerations

### Common Design Pitfalls and Solutions

 Clock Distribution Issues 
-  Pitfall : Excessive clock skew between flip-flops causing timing violations
-  Solution : Implement balanced clock tree with matched trace lengths and proper termination

 Simultaneous Switching Output (SSO) 
-  Pitfall : Ground bounce and power supply noise during multiple output transitions
-  Solution : Use adequate decoupling capacitors and implement output staggering where possible

 Signal Integrity Problems 
-  Pitfall : Ringing and overshoot on high-speed signals due to impedance mismatches
-  Solution : Implement proper transmission line techniques with series termination resistors

### Compatibility Issues with Other Components

 Voltage Level Translation 
-  3.3V Interface : Direct connection to 3.3V devices may require current-limiting resistors
-  Mixed Voltage Systems : Use level translators when interfacing with lower voltage components
-  TTL Compatibility : Inputs are TTL-compatible, but outputs may exceed TTL voltage levels

 Timing Constraints 
-  Setup/Hold Times : Ensure compliance with 2