Introducción a los Circuitos Secuenciales LATCHES Y FLIP-FLOPS. Por: Carlos A. Fajardo
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1 Introducción a los Circuitos Secuenciales LATCHES Y FLIP-FLOPS Por: Carlos A. Fajardo cafajar@uis.edu.co Actualizado Julio de 2015
2 Circuitos Secuenciales Son circuitos digitales con memoria. Su salida es función de la entrada y del estado actual. Los circuitos secuenciales pueden ser: Asíncronos: Cambian su estado de forma inmediata como resultado de variaciones en las entradas. Síncronos: Cambian su estado en instantes de tiempo discretos bajo el control de una señal de reloj. UIS - Sistemas Digitales 2
3 Circuitos Secuenciales Asíncronos LATCHES UIS - Sistemas Digitales 3
4 Latch S-R (Set - Reset) S R Q 0 0 NC X UIS - Sistemas Digitales 4
5 Latch S-R (Set - Reset) UIS - Sistemas Digitales 5
6 Latch S - R (Activo en Bajo) S R Q 0 0 X NC UIS - Sistemas Digitales 6
7 Latch S - R (Activo en Bajo) UIS - Sistemas Digitales 7
8 Latch S-R con habilitación UIS - Sistemas Digitales 8
9 Latch S-R con habilitación UIS - Sistemas Digitales 9
10 Latch S-R con habilitación C S R Q NC X 1 X X NC UIS - Sistemas Digitales 10
11 Latch D UIS - Sistemas Digitales 11
12 Latch D D Q UIS - Sistemas Digitales 12
13 Circuitos Secuenciales Síncronos Flip - Flops UIS - Sistemas Digitales 13
14 Circuitos Secuenciales Síncronos Los cambios ocurren al mismo tiempo. Su funcionamiento está sincronizado por una señal de reloj. Reloj (CLK) : Señal digital periódica. Frecuencia = 1 T UIS - Sistemas Digitales 14
15 Circuito Detector de Flanco Flanco Positivo o de Subida (0 1) CLK CLK C Flanco Negativo o de Bajada (1 0) CLK CLK C UIS - Sistemas Digitales 15
16 Flip - Flops Un flip flop es un LATCH con habilitación y detector de flanco. CLK UIS - Sistemas Digitales 16
17 Flip - Flops Un flip flop es un LATCH con habilitación y detector de flanco. CLK UIS - Sistemas Digitales 17
18 Flip - Flops Un flip flop es un LATCH con habilitación y detector de flanco. CLK UIS - Sistemas Digitales 18
19 TIPOS DE FLIP-FLOPS UIS - Sistemas Digitales 19
20 Flip Flop D D S Q R Q UIS - Sistemas Digitales 20
21 Flip Flop D clk D Q UIS - Sistemas Digitales 21
22 Flip Flop J K J S Q K R Q UIS - Sistemas Digitales 22
23 Flip Flop J K CLK S R Q 0 0 Q Q UIS - Sistemas Digitales 23
24 Flip Flop Tipo T 0 1 D Q T Registro clk UIS - Sistemas Digitales 24
25 Flip Flop Tipo T clk T Q 0 Q 1 Q UIS - Sistemas Digitales 25
26 Determine la forma de onda de Q UIS - Sistemas Digitales 26
27 Determine la forma de onda de Q UIS - Sistemas Digitales 27
28 Flip-Flop tipo D UIS - Sistemas Digitales 28
29 Flip Flop J-K UIS - Sistemas Digitales 29
30 Tiempos de Setup y Hold UIS - Sistemas Digitales 30
31 Tiempos de setup y hold UIS - Sistemas Digitales 31
32 Tiempos de setup y hold UIS - Sistemas Digitales 32
33 Los cambios NO ocurren instantáneamente UIS - Sistemas Digitales 33
34 Los cambios no ocurren instantáneamente UIS - Sistemas Digitales 34
35 Los cambios no ocurren instantáneamente UIS - Sistemas Digitales 35
36 Tiempo de Setup La señal debe estar estable antes de flanco de reloj. UIS - Sistemas Digitales 36
37 Tiempo de Hold La señal debe estar estable después del flanco del reloj. UIS - Sistemas Digitales 37
38 Tiempo que la señal debe ser estable Tsetup + Thold = Tiempo en que la entrada debe estar estable. UIS - Sistemas Digitales 38
39 Tiempo de retardo en la salida Q Tcq = Tiempo que se tarda el Flip-Flop en entregar una salida estable. UIS - Sistemas Digitales 39
40 Metaestabilidad Se presenta cuando se violan los tiempos de Setup y Hold. La salida es aleatoria. El comportamiento del circuito es incierto. UIS - Sistemas Digitales 40
41 Metaestabilidad Se presenta cuando se violan los tiempos de Setup y Hold. La salida es aleatoria. El comportamiento del circuito es incierto. UIS - Sistemas Digitales 41
42 Metaestabilidad Se presenta cuando se violan los tiempos de Setup y Hold. La salida es aleatoria. El comportamiento del circuito es incierto. UIS - Sistemas Digitales 42
43 Los cambio NO ocurren instantáneamente UIS - Sistemas Digitales 43
44 Metaestabilidad Violación del tiempo de setup. 1 o 0? UIS - Sistemas Digitales 1 o 0? 44
45 Meta-estabilidad Violación del tiempo de Hold UIS - Sistemas Digitales 45
46 Frecuencia máxima de trabajo Cada diseño tiene una frecuencia máxima de trabajo. Esta frecuencia esta determinada por: El camino combinacional más largo. Y los tiempos: t setup, t hold, t cq. (de los flipflops) Actualmente esta frecuencia es calculada por las herramientas CAD. UIS - Sistemas Digitales 46
47 Frecuencia máxima de trabajo Cada diseño tiene una frecuencia máxima de trabajo. Esta frecuencia esta determinada por: El camino combinacional más largo. Y los tiempos: t setup, t hold, t cq. (de los flipflops) Actualmente esta frecuencia es calculada por las herramientas CAD. UIS - Sistemas Digitales 47
48 Frecuencia máxima de trabajo Cada diseño tiene una frecuencia máxima de trabajo. Esta frecuencia esta determinada por: El camino combinacional más largo. Y los tiempos: t setup, t hold, t cq. (de los flipflops) Actualmente esta frecuencia es calculada por las herramientas CAD. UIS - Sistemas Digitales 48
49 Otras entradas: Reset, Enable UIS - Sistemas Digitales 49
50 Entrada de Reset Activa en Alto Clk D Q La entrada de Reset pueden ser Síncronas o Asíncronas. Reset UIS - Sistemas Digitales 50
51 Entradas de Reset Activa en Bajo Clk D Q La entrada de Reset pueden ser Síncronas o Asíncronas. R UIS - Sistemas Digitales 51
52 Flip Flip D (Reset Síncrono) D 0 D Q R Clk UIS - Sistemas Digitales 52
53 Flip Flip D (Reset Síncrono) D 0 D Q D Q R Clk Clk R UIS - Sistemas Digitales 53
54 Flip Flip D (Reset Asíncrono) UIS - Sistemas Digitales 54
55 Flip Flop con Enable Activo en Alto D Q Clk E UIS - Sistemas Digitales 55
56 Flip Flop con Enable Activo en Alto D D Q E Clk UIS - Sistemas Digitales 56
57 Flip Flop con Enable D D Q D Q E Clk Clk E UIS - Sistemas Digitales 57
58 Flip Flops de varias entradas UIS - Sistemas Digitales 58
59 Flip-Flop tipo D (4 entradas) UIS - Sistemas Digitales 59
60 Flip-Flop tipo D (4 entradas) UIS - Sistemas Digitales 60
61 Quiz Par Impar UIS - Sistemas Digitales 61
62 fin UIS - Sistemas Digitales 62
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