SISTEMAS DIGITALES II

FIEC00745

FACULTAD DE INGENIERIA EN ELECTRICIDAD Y COMPUTACION

Ing. Ronald Ponguillo Intriago rponguil@espol.edu.ec

CAPITULO 2

Circuitos Secuenciales Sincrónicos

Ing. Ronald Ponguillo Intriago rponguil@espol.edu.ec

Temas a tratar… Circuitos Secuenciales

Clasificación de los Circuitos Secuenciales Sincrónicos

Diagrama de Estados

Ejemplos

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CIRCUITOS SECUENCIALES

En los sistemas secuenciales la salida Z en un determinado instante de tiempo ti depende de X en ese mismo instante de tiempo ti.

Para ello es necesario que el sistema disponga de elementos de memoria que le permitan recordar la situación en que se encuentra ( estado).

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X(t): entrada actual

S(t+1): estado próximo

Z(t): salida actual

S(t): estado actual

CIRCUITOS SECUENCIALES

Como un sistema secuencial es finito, tiene una capacidad de memoria finita y un conjunto finito de estados posibles

Máquina Finita de Estados (FSM: finite state machine).

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CIRCUITOS SECUENCIALES Un sistema secuencial dispone de elementos de

memoria cuyo contenido puede cambiar a lo largo del tiempo.

El estado de un sistema secuencial viene dado por el contenido de sus elementos de memoria.

Es frecuente que en los sistemas secuenciales exista una señal que inicia los elementos de memoria con un valor determinado: señal de inicio (reset).

La señal de inicio determina el estado del sistema en el momento del arranque (normalmente pone toda la memoria a cero).

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CIRCUITOS SECUENCIALES La salida en un instante concreto viene dada

por la entrada y por el estado presente del sistema.

El estado actual del sistema, junto con la entrada, determinará el estado en el instante siguiente (realimentación)

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CLASIFICACIÓN DE LOS CIRCUITOS SECUENCIALES SINCRÓNICOS

Diagrama de Bloque General de una MSS. Máquina Modelo Mealy

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CLASIFICACIÓN DE LOS CIRCUITOS SECUENCIALES SINCRÓNICOS

Diagrama de Bloque General de una MSS. Máquina Modelo Moore

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DIAGRAMA DE ESTADOS Es una herramienta que describe gráficamente las

transiciones paso a paso de una MSS.

Diagrama de Estados para un Circuito Secuencial es lo mismo que la Tabla de Verdad para un Circuito Combinatorial .

Se representa como un arreglo de círculos (ovalos) interconectados con flechas.

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DIAGRAMA DE ESTADOS Cada círculo representa un estado (Estado

Presente) de la MSS y las flechas representan los flancos activos de Clock que hacen que la MSS cambie a otro estado (Estado Siguiente).

Cada estado debe tener siguiente información: Nombre y código binario de identificación

Cada segmento de transición debe incluir un formato valorado que represente: Condiciones de entradas para ir al Estado

Siguiente Especificaciones de salidas del estado presente.

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DIAGRAMA DE ESTADOS

Formato de un Diagrama de Estados relaciona las entradas externas versus salidas externas de una MSS. Las entadas Clock y Resetn no deben ser incluidas en el Formato.

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DIAGRAMA DE ESTADOS Las condiciones de entradas y salidas se refieren a las

variables especificadas en el formato.

Las condiciones de salida le pertenecen al estado saliente (de donde viene la flecha) y no al estado entrante.

Si existen “n” entradas, de cada estado deben salir “2n” segmentos.

Si uno de los segmentos no es presentado, se asume que es una condición no existente “don’t care”.

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Ejemplo Seguir el siguiente diagrama de estados:

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Ejemplo Sea una máquina secuencial sincrónica que tiene

una entrada de control X y otra de reloj CLOCK. Dos salidas A y B. En flancos positivos consecutivos de CLOCK el código en AB cambia de 00 a 01 a 10 a 11 y se repite. Todos esto si X es verdadera, si X es falsa la máquina mantiene su estado presente.

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Formato : X / A,B

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En este caso para cada estado las salidas se mantienen sin importar si cambian las entradas, por lo tanto es una MSS modelo Moore.

Ejemplo Dibuje el diagrama de estados para una

máquina secuencial sincrónica que debe detectar la secuencia 1 0 1 en la entrada DT.

Cada vez que se detecta la secuencia se debe generar un pulso en la salida P. Asuma que si puede existir “traslape” de la secuencia, es decir una nueva secuencia puede empezar con el mismo “1” con que termina la anterior.

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Formato : DT / P

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En este caso en el último estado, la salida P depende del valor de la entrada DT, por lo tanto es una MSS modelo Mealy.