Universidade Federal de Santa Catarina Centro Tecnológico Departamento de Informática e Estatística Curso de Graduação em Ciências da Computação

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1 Universidade Federal de Santa Catarina Centro Tecnológico Departamento de Informática e Estatística Curso de Graduação em Ciências da Computação Sistemas Digitais INE 546 Aula 4-T 4 Máquinas Seqüenciais Síncronas: Sincronismo com sinal de relógio, Análise de circuitos seqüenciais síncronos Modelos de Moore e de Mealy Prof José Luís Güntzel guntzel@infufscbr wwwinfufscbr/~guntzel/ine546/ine546html

2 4 Máquinas Seqüenciais Síncronas Observação Importante O Conteúdo destas transparências está detalhado na introdução do capítulo 4 e nas seções 43 e 44 da apostila Introdução aos Sistemas Digitais, de José Luís Güntzel e Francisco Assis do Nascimento, a qual encontra-se disponível gratuitamente em formato PDF no endereço wwwufpeledubr/~guntzel/isd/isdhtml Sistemas Digitais - semestre 27/2 slide 4T2 Prof José Luís Güntzel

3 4 Máquinas Seqüenciais Síncronas Circuitos Seqüenciais: Diagrama de blocos genérico entradas circuito combinacional saídas variáveis do estado atual elementos de memória variáveis do próximo estado Sistemas Digitais - semestre 27/2 slide 4T3 Prof José Luís Güntzel

4 4 Máquinas Seqüenciais Síncronas Sinal de Relógio (clock): Circuitos Seqüenciais Síncronos borda ascendente período (T) nível baixo nível alto borda descendente Exemplo: Um circuito síncrono é cadenciado por um relógio de 2 MHz Qual é o maior atraso para qualquer bloco que o compõem? T = 6 9 =,5x s = 5x s = 5ns 6 2x Hz Sistemas Digitais - semestre 27/2 slide 4T4 Prof José Luís Güntzel

5 4 Máquinas Seqüenciais Síncronas Circuitos Seqüenciais Síncronos: Diagrama de blocos entradas circuito combinacional saídas elementos de memória (flip-flops) variáveis do estado atual variáveis do próximo estado relógio (CK) Sistemas Digitais - semestre 27/2 slide 4T5 Prof José Luís Güntzel

6 4 Máquinas Seqüenciais Síncronas Análise de Circuitos Seqüenciais Elementos para a análise (por ordem): Equações de excitação 2 Equações de estado e equações de saída 3 Tabela de próximo estado 4 Tabela de saída 5 Diagrama de transição de estados Vejamos um exemplo Sistemas Digitais - semestre 27/2 slide 4T6 Prof José Luís Güntzel

7 4 Máquinas Seqüenciais Síncronas Análise de Circuitos Seqüenciais enciais Contador Módulo-4: esquemático cnt Exemplo 43 da apostila D Q Y C Q D Q C Q CK Sistemas Digitais - semestre 27/2 slide 4T7 Prof José Luís Güntzel

8 4 Máquinas Seqüenciais Síncronas Análise de Circuitos Seqüenciais enciais Determinando as equações de excitação (entradas dos flip-flops) cnt D = cnt Q = cnt Q+ cnt Q D Q Y C Q D Q C Q CK Sistemas Digitais - semestre 27/2 D= cnt Q+ cnt Q Q+ cnt Q Q slide 4T8 Prof José Luís Güntzel

9 4 Máquinas Seqüenciais Síncronas Análise de Circuitos Seqüenciais enciais Determinando as equações de excitação (entradas dos flip-flops) cnt D = cnt Q = cnt Q+ cnt Q D Q Y C Q D Q C Q Equação de um Flip-flop D: Q t+ = D t Então CK Sistemas Digitais - semestre 27/2 D= cnt Q+ cnt Q Q+ cnt Q Q slide 4T9 Prof José Luís Güntzel

10 4 Máquinas Seqüenciais Síncronas Análise de Circuitos Seqüenciais enciais 2 Determinando as equações de estado (saída dos flip-flops) cnt Q t+ = cnt Q t + cnt Q t D Q C Q Y Y = Q Q D Q C Q Q t+ = cnt Q t + cnt Q t Q t + cnt Q t Q t CK Sistemas Digitais - semestre 27/2 slide 4T Prof José Luís Güntzel

11 4 Máquinas Seqüenciais Síncronas Análise de Circuitos Seqüenciais enciais 3 Montando a Tabela de Transição de Estados Q t+ = cnt Q t + cnt Q t Q t+ = cnt Q t + cnt Q t Q t + cnt Q t Q t Entrada Estado atual Próximo estado cnt Q t Q t Q t+ Q t+ Sistemas Digitais - semestre 27/2 slide 4T Prof José Luís Güntzel

12 4 Máquinas Seqüenciais Síncronas Análise de Circuitos Seqüenciais enciais 5 Desenhando o Diagrama de Estados cnt= QQ= Y= cnt= QQ= Y= cnt= cnt= cnt= cnt= QQ= Y= cnt= QQ= Y= cnt= Este circuito é um contador módulo-4 Sistemas Digitais - semestre 27/2 slide 4T2 Prof José Luís Güntzel

13 4 Máquinas Seqüenciais Síncronas Contador Módulo-4: diagrama de tempos Exemplo 43 da apostila t t t 2 t 3 CK cnt Q Q Y Sistemas Digitais - semestre 27/2 slide 4T3 Prof José Luís Güntzel

14 4 Máquinas Seqüenciais Síncronas Contador Módulo-4: esquemático cnt Exemplo 44 da apostila D Q Y C Q D Q C Q CK Sistemas Digitais - semestre 27/2 slide 4T4 Prof José Luís Güntzel

15 4 Máquinas Seqüenciais Síncronas Contador Módulo-4: diagrama de estados Exemplo 44 da apostila cnt= / Y= QQ= cnt= / Y= QQ= cnt= / Y= cnt= / Y= cnt= / Y= cnt= / Y= QQ= cnt= / Y= QQ= cnt= / Y= Sistemas Digitais - semestre 27/2 slide 4T5 Prof José Luís Güntzel

16 4 Máquinas Seqüenciais Síncronas Contador Módulo-4: diagrama de tempos Exemplo 44 da apostila t t t 2 t 3 CK cnt Q Q Y Sistemas Digitais - semestre 27/2 slide 4T6 Prof José Luís Güntzel

17 4 Máquinas Seqüenciais Síncronas Modelo de Moore (saídas dependentes do estado) entradas I I 2 I k CK D Q FF Q O lógica de próximo estado D 2 Q 2 FF 2 Q 2 lógica de saída O 2 saídas O n D 3 Q 3 FF 3 Q 3 Sistemas Digitais - semestre 27/2 slide 4T7 Prof José Luís Güntzel

18 4 Máquinas Seqüenciais Síncronas Modelo de Mealy (saídas dependentes das entradas) entradas I I 2 I k CK D Q FF Q O lógica de próximo estado D 2 Q 2 FF 2 Q 2 lógica de saída O 2 saídas O n D 3 Q 3 FF 3 Q 3 Sistemas Digitais - semestre 27/2 slide 4T8 Prof José Luís Güntzel