Circuitos Sequenciais

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1 ircuitos Sequenciais! ircuitos Sequenciais ircuitos em que há uma realimentação da saída para a entrada, denominada estado interno. As condições atuais da entrada e do estado interno determinem a condição futura da saída. Entradas ircuito ombinacional Saídas Estado Interno! ondição Atual e Futura ircuito Sequencial omo as portas lógicas são circuitos físicos, as saídas não são atualizadas no mesmo instante em que as entradas são definidas Existe um tempo para que os sinais se propaguem, denominado tempo de propagação ou tempo de atraso

2 ircuitos Sequenciais! ircuitos Síncronos e Assíncronos Existem dois tipos principais de circuitos sequenciais e sua classificação depende da temporização (timing) dos sinais.! ircuitos Assíncronos O comportamento de um circuito sequencial assíncrono depende apenas da ordem nas quais as entradas mudam e o estado do circuito pode ser afetado em qualquer instante de tempo. Um circuito sequencial assíncrono é considerado um circuito combinacional com realimentação. Por contar desta realimentação, o sistema pode operar de maneira imprevista e algumas vezes pode mesmo torna-se instável. Os vários problemas encontrados em sistemas assíncronos impõem muitas dificuldades ao projetista e por esta razão eles são raramente utilizados.

3 ircuitos Sequenciais! ircuitos Síncronos Um circuito sequencial síncrono é um sistema cujo comportamento pode ser definido a partir do conhecimento de seus sinais em instantes discretos do tempo. Um circuito sequencial síncrono utiliza sinais que afetam os elementos de armazenamento apenas em instantes discretos do tempo. A sincronização é realizada por um dispositivo de temporização chamado gerador de relógio (clock), que produz uma sequência periódica de pulsos de relógio. Os pulsos do relógio são distribuídos ao longo do sistema de tal maneira que os elementos de armazenamento sejam afetados apenas no momento da chegada de cada pulso. As saídas dos elementos de armazenamento mudam apenas quando os pulsos de relógio estão presentes. ircuitos sequenciais síncronos raramente apresentam problemas de instabilidade e a temporização é facilmente dividida em passos discretos e independentes, cada um dos quais podendo ser considerados separadamente.

4 Flip-flops! O circuito sequencial mais simples é o flip-flop! O flip-flop também é o componente de memória mais comum.! Também são chamados de multivibradores biestáveis.! Biestáveis porque permitem dois comportamentos lógicos definidos estáveis, ou seja, se colocarmos um flip-flop em certo estado, ele continuará neste estado até ordem em contrário! uando o flip-flop transiciona de acordo com o nível do sinal ele também é chamado de latch! Existem vários tipos de flip-flops diferentes: RS (SR), JK, e T

5 Flip-flops! Flip-flop SR Assíncrono iagrama do omponente ircuito do Flip-Flop SR S R Tabela de Estados S R (t+1) Operação 0 0 (t) Mantém Reset Set 1 1? Indefinido

6 Flip-flops! Flip-flop SR ontrolado (ou síncrono) iagrama do omponente ircuito do flip-flop SR S R S(set) R(reset) Tabela de Estados S R Próximo estado de 0 X X Não muda Não muda =0; estado reset =1; estado set indeterminado

7 Flip-flops! Flip-flop Tipo iagrama do omponente ircuito do Flip-Flop Tipo Tabela de Estados Próximo estado de 0 X Não muda 1 0 =0; estado reset 1 1 =1; estado set

8 Flip-flops! Flip-flop Tipo JK iagrama do omponente Tabela de Estados J K J K (t+1) Operação 0 0 (t) Mantém Reset Set 1 1 (t)' omplemento ircuito do Flip-Flop Tipo JK J K S R Latch SR controlado Y Latch

9 Registradores! Um registrador éum grupo de flip-flops.! ada flip-flop é capaz de armazenar um bit de informação.! Um registrador de n-bits tem um grupo de n flip-flops e é capaz de armazenar qualquer informação binária de n bits.! Além dos flip-flops, um registrador pode ter portas lógicas combinacionais para realizar certas tarefas de processamento.! Os flip-flops guardam a informação e as porta lógicas controlam como nova informações são transferidas de e para o registrador.

10 Registradores! O registrador mais simples consiste apenas de flip-flops sem portas lógicas. I0 I1 I2 I R R R R lock Limpa A0 A1 A2 A3 O clock carrega os flip-flops do registrador na borda de subida de cada pulso. O dado disponível nas entradas I0-I3 é transferido para o registrador de 4 bits. As saídas A0-A3 podem ser lidas em qualquer momento. A entrada Limpa vai para as entradas R de todos os flip-flops uando Limpa é zero, todos os flip-flops são resetados (vão para zero). A entrada Limpa é ser mantida em 1 durante a operação normal.! A transferência de novos dados para o reg. é denominada de carga (loading).! Se todos os bits do registrador são carregados simultaneamente com um pulso de relógio comum, diz-se que a carga é feita em paralelo.! No reg. acima o relógio deve ser desativado para os dados serem preservados.

11 Registradores Registrador com ontrole de arga Paralela! As entradas recebem os pulsos de relógio todo o tempo.! uando arga é 1, o dado nas quatro entradas é transferido para dentro do reg. na próxima transição positiva de um pulso de relógio.! uando arga é zero, as entradas I0-I3 não são vistas nas entradas dos flip-flops.! Neste caso a conexão de realimentação está habilitada e as entradas são iguais aos valores presentes na saída. I0 I1 I2 I3 arga lock A0 A1 A2 A3

12 ircuitos ombinacionais! Registrador eslocador (arga Serial) Um registrador capaz de deslocar seu conteúdo binário em uma ou ambas as direções é chamado registrador-deslocador. Um registrador-deslocador consiste de um encadeamento de flip-flops, com a saída de um flip-flop conectada à entrada do flip-flop seguinte. Todos os flip-flops recebem um pulso de relógio comum que inicia o deslocamento de um estágio para o outro. Entrada serial Saída serial lock A saída de um dado flip-flop é conectada à entrada do flip-flop à direita. O relógio é comum a todos os flip-flops. A entrada serial determina o que entra na posição menos significativa durante o deslocamento. A saída serial é tomada a partir da saída do flip-flop mais à esquerda.

13 Memórias Esquema Básico MEM MAR read write decodificador : n-1 MBR

14 Memórias! élula de Memória

15 Memórias iagrama de Blocos de uma RAM de 4x4 bits