TEMA 8. Circuitos Secuenciales de Propósito General

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Marina Patricia Caballero Cáceres
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1 Fundamentos de los Computadores. Circuitos Secuenciales de Propósito General T8-1 TEM 8. Circuitos Secuenciales de Propósito General INICE: REGISTROS E ESPLZMIENTO o CRG SERIE Y PRLEL o UNIVERSL ISEÑO E SISTEMS SECUENCILES SÍNCRONOS CON REGISTROS E ESPLZMIENTO o COIFICCIÓN EN INRIO NTURL Y USO E UN ECOIFICOR o COIFICCIÓN MEINTE UN CÓIGO E UNO ENTRE N (UN FF POR ESTO). CONTORES ISEÑO E SISTEMS SECUENCILES SÍNCRONOS USNO CONTORES

2 Fundamentos de los Computadores. Circuitos Secuenciales de Propósito General T8-2 REGISTROS E ESPLZMIENTO LOS REGISTROS SE USN PR LMCENR UN SERIE E ITS RELCIONOS, COMO UN YTE (8 ITS) E UN COMPUTOR. ESTO ES UN REGISTRO E 3 ITS L PLR [0-2] SOLO PRECE EN L SLI [0-2], SI SE PROUCE EL ISPRO EL IESTLE, MEINTE EL FLNCO E SUI EL RELOJ : ESTE CIRCUITO REGISTR EL TO E L ENTR Y LO TRNSMITE L SLI SOLO CUNO SE LE L OREN. UN REGISTRO E ESPLZMIENTO REGISTR Y ESPLZ L INFORMCIÓN. L CRG E L INFORMCIÓN PUEE SER EN SERIE, L PLR SE CRG EN EL REGISTRO IT IT CON C PULSO E RELOJ, O EN PRLELO, L PLR SE CRG COMPLET EN EL REGISTRO CON UN SOLO PULSO E RELOJ. L TRNSMISIÓN EL TO SE HCE TMIÉN EN SERIE O EN PRLELO.

3 Fundamentos de los Computadores. Circuitos Secuenciales de Propósito General T8-3 REGISTROS E ESPLZMIENTO CON CRG SERIE Entrada de Salida de atos Paralelo atos Serie C Salida de atos Serie L SEÑL E ORRO () COLOC LOS IESTLES EN EL ESTO 0. C VEZ UE LLEG UN FLNCO E SUI E L SEÑL E RELOJ (), C IESTLE CPTUR LO UE HY EN SU ENTR, O SE, LO UE HY EN EL IESTLE NTERIOR, CON LO UE L INFORMCIÓN SE V ESPLZNO L ERECH. UN EJEMPLO: VMOS REGISTRR Y ESPLZR L PLR E 4 ITS SECUENCI E FUNCIONMIENTO. Salidas C = = 1 / 1 er Pulso de = 1 / 2º Pulso de = 1 / 3 er Pulso de = 1 / 4º Pulso de L PLR 0101 H SIO CRG EN EL REGISTRO Y ESTÁ ISPONILE EN LS SLIS PRLELO. PR UE ESTUVIER EN L SLI SERIE: Salidas Serie = 1 / 4º Pulso de 1 = 1 / 5º Pulso de 0 = 1 / 6º Pulso de 1 = 1 / 7º Pulso de 0

4 Fundamentos de los Computadores. Circuitos Secuenciales de Propósito General T8-4 REGISTROS E ESPLZMIENTO CON CRG SERIE UN REGISTRO E ESTE TIPO CRG TOOS LOS ITS L MISMO TIEMPO. EL SIGUIENTE CIRCUITO ES UN REGISTRO E ESPLZMIENTO E 4 ITS E CRG PRLELO Y ESPLZMIENTO L ERECH: Salida de atos Paralelo Carga de atos Paralelo C C PR J K PR J K PR J K PR J K LOS TOS SE CRGN POR EL PRESET E C IESTLE (SE TRT E UN ENTR SÍNCRON). UN EJEMPLO: VMOS CRGR L PLR 0110 Y ESPLZRL. SECUENCI E FUNCIONMIENTO: Salidas C = TO CRGO = ESPLZMIENTO = 1 / 1 er Pulso de = 1 / 2º Pulso de = 1 / 3 er Pulso de = 1 / 4º Pulso de EL TO SE CRG NTES EL PRIMER PULSO EL RELOJ Y E FORM SÍNCRON SE ESPLZ L ERECH. SE PROUCE UN CIRCULCIÓN E L PLR IGITL, REGISTROS RECIRCULNTES.

5 Fundamentos de los Computadores. Circuitos Secuenciales de Propósito General T8-5 REGISTROS E ESPLZMIENTO UNIVERSL SE TRT E UN CIRCUITO INTEGRO UE ISPONE E UN REGISTRO E ESPLZMIENTO, CON CRG SERIE, CRG PRLEL, ESPLZMIENTO IZUIER Y ERECH, SELECCIONLE MEINTE UNS SEÑLES E CONTROL. E 4 ITS: Carga Paralelo C SRG4 C Salida Paralelo Carga serie, despl. derecha Carga serie, despl. izquierda Reloj orrado SR SL S 0 S 1 Control de modo Modo de operación S 0 S 1 Mantenimiento 0 0 espl. Izquierda 0 1 espl. erecha 1 0 Carga paralelo 1 1 EL FUNCIONMIENTO E ESTE ISPOSITIVO ES SIMILR LOS ESCRITOS NTERIORMENTE; CE HCER NOTR UE CUNO SE SELECCION L OPERCIÓN E ESPLZMIENTO L ERECH EL IT UE SE CRG (ENTR: SR) UE REGISTRO EN L POSICIÓN (SLI: ), MIENTRS UE SI SELECCIONMOS L OPERCIÓN E ESPLZMIENTO L IZUIER, EL IT UE SE CRG (ENTR: SL) UE REGISTRO EN L POSICIÓN (SLI: ).

6 Fundamentos de los Computadores. Circuitos Secuenciales de Propósito General T8-6 ISEÑO E SISTEMS SECUENCILES SÍNCRONOS CON REGISTROS E ESPLZMIENTO (I) COIFICCIÓN EN INRIO NTURL Y USO E ECOIFICOR SUPONGMOS EL SIGUIENTE IGRM E FLUJO Y L SIGNCIÓN E ESTOS 0/0 0/1 1/1 1/0 1/0 0/0 C 1/1 Estados C /1 USREMOS LOS IESTLES UE CONTIENE EL REGISTRO UNIVERSL. SE COMIENZ OSERVNO EN UE ESTOS INTERNOS C UN E LS VRILES 1 Y 0 TOMN EL VLOR 1, O SE, CUNO SE CTIVN. SUPONIENO X L ENTR Y Z L SLI: 0 SE CTIVRÁ CUNO SE LLEGUE LOS ESTOS Y ; L ESTO SE LLEG ESE CON ENTR 1 (TÉRMINO X); L ESTO SE LLEG ESE C CON ENTR 0 (TÉRMINO CX ) Y ESE EL PROPIO CON ENTR 0 (TÉRMINO X ), SÍ L EXPRESIÓN OOLEN E 0 SERÁ: 0 n+1 = X + CX + X 1 SE CTIVRÁ CUNO SE LLEGUE LOS ESTOS C Y ; L ESTO C SE LLEG ESE CON ENTR 0 (TÉRMINO X ) Y ESE EL PROPIO C CON ENTR 1 (TÉRMINO CX), SÍ L EXPRESIÓN OOLEN E 1 SERÁ: 1 n+1 = X + CX + CX + X = X + C + X

7 Fundamentos de los Computadores. Circuitos Secuenciales de Propósito General T8-7 ISEÑO E SISTEMS SECUENCILES SÍNCRONOS CON REGISTROS E ESPLZMIENTO (II) E L MISM MNER SE PUEE OTENER Z COMO: Z = X + X + CX + X TENIENO EN CUENT UE EL REGISTRO CONTIENE IESTLES : N+1 = 0 = X + CX + X 1 = X + C + X CONTINUCIÓN IMPLEMENTEMOS EL CIRCUITO (L SLI NO PRECE EN ESTE CSO). L ÚLTIM ETP L FORMN EL REGISTRO (EN ESTE CSO E 2 ITS) Y UN ECOIFICOR E 2 ITS: X C X X C X 1 SRG 0 1 GN EN 2/ C

8 Fundamentos de los Computadores. Circuitos Secuenciales de Propósito General T8-8 ISEÑO E SISTEMS SECUENCILES SÍNCRONOS CON REGISTROS E ESPLZMIENTO (III) COIFICCIÓN MEINTE UN CÓIGO E UNO ENTRE N (UN FF POR ESTO) ESTE PROCESO E ISEÑO ES ÚN MÁS SISTEMÁTICO Y PERMITE ISEÑR MÁS RÁPIMENTE EL SISTEM PERO SE EEN USR UN REGISTRO E MYOR TMÑO (POR C VRILE E ESTO INTERNO). SÁNONOS EN EL IGRM E FLUJO NTERIOR: 0/1 0/0 1/1 1/0 1/0 0/0 C Estados C /1 0/1 X X ECUCIONES: 3 n+1 = X + X + X 2 n+1 = X 1 n+1 = X + CX 0 n+1 = CX + X X X X 1 SRG 3 = 2 = 1 = C C X 0 = C X X

9 Fundamentos de los Computadores. Circuitos Secuenciales de Propósito General T8-9 CONTORES EL NOMRE E CONTOR SE US PR ESIGNR CULUIER CIRCUITO SECUENCIL UE CUENTE M ESTOS EN UN SOLO CICLO E FUNCIONMIENTO. EL NÚMERO M E ESTOS UE CUENT SE CONOCE COMO MÓULO EL CONTOR. NUESTRO INTERÉS SE CENTRRÁ EN LOS CONTORES INRIOS, UELLOS UE RELIZN UN CUENT EN INRIO E UN NÚMERO ETERMINO E ESTOS. EJEMPLO: CONTOR E MÓULO-8 (MO-8) ESTE CIRCUITO CUENT 8 ESTOS, CON LO UE NECESIT 3 ITS, C PULSO E RELOJ, VNZ EN L CUENT E ESTOS: 1 EN 1 EN 1 T T EN T C er Pulso de º Pulso de er Pulso de 011 4º Pulso de 100 5º Pulso de 101 6º Pulso de 110 7º Pulso de 111 8º Pulso de COMO VUELVE L ESTO INICIL SE LE SUELE LLMR CONTOR E RIZO.

10 Fundamentos de los Computadores. Circuitos Secuenciales de Propósito General T8-10 CONTORES (II) UN CONTOR EN GENERL CUENT CON UN ENTR UE LE PERMITE CONTR TNTO ELNTE COMO HCI TRÁS, INCLUSO CON ENTR E INHIICIÓN UE ETIENE L SECUENCI E CONTEO, Y POR ÚLTIMO CON UN REGISTRO UE PERMITE ESTLECER UN ESTO INICIL PRTIR EL CUÁL COMIENZ L CUENT. EJERCICIO VMOS ISEÑR UN CONTOR SÍNCRONO INRIO UE CUENTE E 0 7 Y SE REVERSILE. EMPLEREMOS IESTLES JK Y CIRCUITOS LÓGICOS SSI O MSI. COMENCEMOS CON L TL E TRNSICIÓN: Ent Estado presente Estado futuro Entrada biestables / qc qb qa C Jc Kc Jb Kb Ja Ka X 0 X 1 X X 1 X X X X 0 1 X X X 1 X X 0 0 X 1 X X 0 1 X X X 0 X 0 1 X X 1 X 1 X X 1 X 1 X X 0 X X X X 1 1 X X X 1 X X 1 1 X 1 X X 0 0 X X X 0 X 1 1 X X 0 X 0 X 1

11 Fundamentos de los Computadores. Circuitos Secuenciales de Propósito General T8-11 CONTORES (III) E L TL SE OTIENEN LS FUNCIONES UE EXCITRÁN C IESTLE: Ja = Ka = 1 Jb = Kb = Σm(1,3,5,7,8,10,11,12,14) Jc = Kc = Σm(3,7,8,11,12) LS FUNCIONES SE RELIZN MEINTE UN ECOIFICOR E 4 16 LÍNES Y EL CIRCUITO UE COMO: C / GN 4/ EN 15 VCC J K J K J K C C

12 Fundamentos de los Computadores. Circuitos Secuenciales de Propósito General T8-12 ISEÑO E SISTEMS SECUENCILES SÍNCRONOS USNO CONTORES EN LOS IGRMS E FLUJO E LOS SISTEMS SECUENCILES EXISTEN PSOS E UN ESTO OTRO (COMO LOS CONTORES) Y PSOS L PROPIO ESTO (COMO SI EL CONTOR PRSE ). TOS LS POSIILIES EN UN IGRM E FLUJO PUEEN SER CUIERTS USNO CONTORES E MNER PROPI. EL CONTOR SÍNCRONO UE USREMOS PR NUESTROS EJEMPLOS TENRÁ UN ENTR E RELOJ, UN ENTR E RESET (R) UE PERMIT SITUR L CONTOR EN EL ESTO INICIL, UN ENTR E CUENT Y NO CRG (M1=0) Y NO CUENT Y CRG EN PRLELO (M1=1) Y N ENTRS E CRG PRLELO. PR VER EL MÉTOO E ISEÑO NOS SREMOS EN EL IGRM E FLUJO SIGUIENTE: /Z XX/X a XX/0 h R M1 CTR XX/1 0X/0 c b X0/0 1X/1 X1/1 g XX/1 n n d XX/0 e XX/1 f EEMOS GENERR ENTONCES LS ENTRS Y L SEÑL M1.

13 Fundamentos de los Computadores. Circuitos Secuenciales de Propósito General T8-13 ISEÑO E SISTEMS SECUENCILES SÍNCRONOS USNO CONTORES (II) COMENZREMOS EUCIENO EL NÚMERO E VRILES E ESTO UE NOS HCEN FLT PR ESCRIIR LOS ESTOS. ESTE SERÁ EL NÚMERO E IESTLES UE CONTENG EL CONTOR. SE NECESITN k IESTLES PR n ESTOS TL UE 2 k n. L SIGNCIÓN E LOS CÓIGOS CORRESPONIENTE C ESTO EE RELIZRSE E MNER EL NÚMERO E SLTOS ENTRE ESTOS UE NO TENGN SIGNOS CÓIGOS CONSECUTIVOS SE MÍNIMO. Estado Estado E F C G H L TL E ESTOS UE EEMOS RELIZR EE CONTENER: LS ENTRS, EL ESTO PRESENTE, EL ESTO FUTURO, M1 (NO CRG-0 O CRG-1), EL ESTO CRGR SI NO CUENT Y L SLI: Entrada Estado Presen. Estado Futuro Carga Carga Estado Sal q2 q1 q M Z X X X X X 0 X X X X 0 X X X X X 0 1 X X X X X X X X 1 X X X X X X X 1 X X X X X 0

14 Fundamentos de los Computadores. Circuitos Secuenciales de Propósito General T8-14 ISEÑO E SISTEMS SECUENCILES SÍNCRONOS USNO CONTORES (III) Y SOLO UE EUCIR 2, 1, 0, M1 Y Z POR EL MÉTOO UE SE UIER: 2 = q2 1 = q1 q2 0 = q0q1 M1 (,,q2,q1,q0) = Σm(3,5,9,11,13,18,19,21,25,26,27,29) Z (,,q2,q1,q0) = Σm(4,5,6,9,12,13,14,18,20,21,22,25,26,28,29,30) EL SISTEM UERÍ COMO L FIGUR INIC. EL CIRCUITO COMINCIONL UE IMPLEMENT M1 Y Z NO SE REPRESENT Reset R CTR M M1 Z CIRCUITO PR ISEÑR

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