EIE SISTEMAS DIGITALES Tema 8: Circuitos Secuenciales (Síntesis) Nombre del curso: Sistemas Digitales Nombre del docente: Héctor Vargas

Transcripción

1 EIE SISTEMAS DIGITALES Tema 8: Circuitos Secuenciales (Síntesis) Nombre del curso: Sistemas Digitales Nombre del docente: Héctor Vargas

2 OBJETIVOS DE LA UNIDAD Entender el concepto de Máquina de estados finitos. Entender el concepto fundamental de circuito secuencial. Conocer los distintos modelos secuenciales y sus representaciones. Aprender como lleva a cabo el proceso de análisis de un circuito secuencial. Aprender como se lleva a cabo el proceso de síntesis o diseño de un circuito secuencial.

3 El análisis de un circuito secuencial básicamente consistía en lo siguiente: dado un circuito hay que describir su comportamiento verbalmente o, al menos, mediante la tabla o el diagrama de estados. La síntesis (o diseño) se dedica al proceso inverso, es decir, dada la función secuencial hay que obtener el circuito que la implemente. Existe un procedimiento formado por un conjunto de pasos que permite realizar este proceso de una forma lo más sistemática posible. Este conjunto de pasos es el que se muestra en la diapositiva siguiente.

4 El proceso de síntesis de un circuito secuencial se resume a continuación. Descripción verbal Descripción formal: Grafos o tabla de estados /salida Tabla mínima de estados/salida Tabla de transición/salida Tabla de excitación salida Ecuaciones de excitación y salida Circuito

5 A continuación se explican los pasos: 1. El primer paso consiste en generar una descripción formal del comportamiento a partir del enunciado de la función secuencial, es decir, la tabla o diagrama de estados. 2. El segundo paso consiste en obtener la tabla de estados mínima. Esta es una nueva tabla de estados equivalente con la obtenida en el paso anterior (es decir, da lugar al mismo comportamiento de entrada-salida) con el menor número de estados posible. 3. De la tabla mínima de estados se debe pasar a la tabla de transición/salida (a este proceso también se le conoce como codificación). En esta nueva tabla se representan los estados con un código binario. Este código binario debe ser almacenado por el circuito y para ello se utilizan un conjunto de biestables, tantos como bits tenga el código. 4. De la tabla de transición se debe pasar a la tabla de excitación del circuito. En ella se representa cual es el valor de cada una de las entradas en los diferentes biestables para conseguir las transiciones de la tabla de transición. Aquí se deben elegir los biestables. 5. A partir de la tabla de excitación/salida se obtienen las ecuaciones de excitación y de salida. 6. Con las ecuaciones se obtiene el circuito.

6 Primero veremos, mediante dos ejemplos, como obtener el diagrama de estados o tabla de estados/salida desde una descripción verbal. Problema 1: Construya la tabla de estados/salida para una máquina de Mealy con una entrada X y una salida Z, que detecte la llegada de tres ceros o tres unos consecutivos, dando lugar a una salida Z=1 coincidiendo con la aparición del tercer bit. Problema 2: Obtenga el diagrama de estados de un contador ascendente/descendente módulo 3. El contador tiene dos entradas: habilitación de cuenta (c) y dirección de cuenta (D). Cuando C=1, el circuito contará en la dirección indicada por D, y parará cuando C=0. Contará ascendentemente cuando D=0, y descendentemente cuando D=1. El contador tiene una salida Y, que se activará cuando el contador alcance el valor 2 ascendentemente, o el valor 0 si lo hace descendentemente.

7 Ahora veremos, mediante un ejemplo, como obtener la tabla de estados/salida mínima mediante la técnica de reducción de estados. Problema: Obtenga la tabla de estados mínima de una máquina secuencial síncrona con una entrada X y una salida Z que opera de la siguiente forma: Cuando se detecta la llegada de la secuencia 110 (primero 1, después 1, después 0), Z se pone a 1, manteniendo este valor hasta detectar la secuencia 010, en cuyo caso Z pasa a tomar valor 0 manteniendo este valor hasta que llegue una nueva secuencia 110.

8 BIBLIOGRAFÍA Libro base: Fundamentos de Sistemas Digitales. Autor: Tomas L. Floyd. Libro complemento: Principios de Diseño Digital. Autor: Daniel D. Gaski.