Novembro de 2005Novembro de 2005 Sistemas DigitaisSistemas Digitais 11
Análise deAnálise decircuitos sequenciais síncronoscircuitos sequenciais síncronos
Prof. Carlos SêrroAlterado para lógica positiva por Guilherme Arroz
SISTEMAS DIGITAISSISTEMAS DIGITAIS
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oCircs. síncronos e Circs. síncronos e assíncronosassíncronos
Um circuito sequencial pode ser Um circuito sequencial pode ser síncrono ou assíncronosíncrono ou assíncrono
Um circuito sequencial assíncrono não Um circuito sequencial assíncrono não tem entrada de relógiotem entrada de relógio
ExemploExemplo
Latch RS
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oCircs. síncronos e Circs. síncronos e assíncronosassíncronos
Um circuito sequencial síncrono (como Um circuito sequencial síncrono (como os que estudámos nas aulas anteriores os que estudámos nas aulas anteriores – contadores e registos) tem todas as – contadores e registos) tem todas as entradas de relógio dos FFs ligadas a entradas de relógio dos FFs ligadas a um relógio comumum relógio comum
Mas nem todos os circuitos com FFs Mas nem todos os circuitos com FFs são síncronos. Exemplosão síncronos. Exemplo
Circuitosequencialassíncrono
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Circs. Sequenciais síncronosCircs. Sequenciais síncronos
No resto do curso vamos estudar No resto do curso vamos estudar (apenas) circuitos sequenciais (apenas) circuitos sequenciais síncronossíncronos
Os contadores e registos que Os contadores e registos que estudámos são exemplos deste tipo de estudámos são exemplos deste tipo de circuitoscircuitos
Só que agora vamos estar Só que agora vamos estar interessados noutros tipos de circuitos, interessados noutros tipos de circuitos, para além dos contadores e registospara além dos contadores e registos
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Circs. Sequenciais síncronosCircs. Sequenciais síncronos
Em geral, esses circuitos possuem Em geral, esses circuitos possuem saídas individualizadassaídas individualizadas Já não são apenas as saídas dos FFsJá não são apenas as saídas dos FFs
E também possuem entradas E também possuem entradas independentesindependentes
Naturalmente, implementam um Naturalmente, implementam um determinado problema, geralmente determinado problema, geralmente descrito em língua natural (português)descrito em língua natural (português)
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Circs. Sequenciais síncronosCircs. Sequenciais síncronos
Exemplo de circuito sequencial Exemplo de circuito sequencial síncronosíncrono
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Modelo genéricoModelo genérico
Notemos como o circuito sequencial Notemos como o circuito sequencial síncrono anterior obedece a um síncrono anterior obedece a um modelo genérico como estemodelo genérico como este
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Modelo genéricoModelo genérico
Entradasactuais
Saídasactuais
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Modelo genéricoModelo genérico
Memória
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Modelo genéricoModelo genérico
Estado actualQA_H e QB_H
Estado seguinte(excitações)
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Modelo genéricoModelo genérico
Lógica do estadoseguinte (função
das entradas actuaise do estado actual)
Lógica de saída(função das entradas
actuais e doestado actual)
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oModelos de Mealy e de Modelos de Mealy e de MooreMoore
O modelo que se acabou de descrever O modelo que se acabou de descrever também é designado por também é designado por modelo de modelo de MealyMealy
Um outro modelo, mais simples, Um outro modelo, mais simples, designado por designado por modelo de Mooremodelo de Moore, tem a , tem a lógica de saída a depender apenas das lógica de saída a depender apenas das entradas actuaisentradas actuais
RecapitulemosRecapitulemos
Novembro de 2005Novembro de 2005 Sistemas DigitaisSistemas Digitais 1313
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Modelo de MealyModelo de Mealy
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Modelo de MooreModelo de Moore
A lógica de saída de uma máquina de Mooreapenas depende do estado actual
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oAnálise de um circ. seq. Análise de um circ. seq. sínc.sínc.
O processo de análise de um circuito O processo de análise de um circuito sequencial síncrono parte do seu sequencial síncrono parte do seu logigrama (ou esquema eléctrico) e logigrama (ou esquema eléctrico) e chega a um chega a um diagrama de estadosdiagrama de estados que que descreve o seu comportamento descreve o seu comportamento temporaltemporal
Novembro de 2005Novembro de 2005 Sistemas DigitaisSistemas Digitais 1616
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oAnálise de um circ. seq. Análise de um circ. seq. sínc.sínc.
O processo de análise segue sempre O processo de análise segue sempre os seguintes passosos seguintes passos Passo 1 - obtêm-se do circuito as Passo 1 - obtêm-se do circuito as equacões equacões
de excitação dos FFsde excitação dos FFs e as e as equações de equações de saídasaída do circuito do circuito
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oAnálise de um circ. seq. Análise de um circ. seq. sínc.sínc.
Circuito sequencial síncrono a analisarCircuito sequencial síncrono a analisar
Novembro de 2005Novembro de 2005 Sistemas DigitaisSistemas Digitais 1818
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oAnálise de um circ. seq. Análise de um circ. seq. sínc.sínc.
1º passo de análise: levantamento das 1º passo de análise: levantamento das equações de excitação dos FFs e das equações de excitação dos FFs e das equações de saídaequações de saída
Novembro de 2005Novembro de 2005 Sistemas DigitaisSistemas Digitais 1919
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oAnálise de um circ. seq. Análise de um circ. seq. sínc.sínc.
Processo de análiseProcesso de análise Passo 2 - com as equações de excitação Passo 2 - com as equações de excitação
dos FFs estabelece-se uma dos FFs estabelece-se uma tabela de tabela de excitaçõesexcitações do circuitodo circuito onde, para cada onde, para cada estado actual e para cada configuração estado actual e para cada configuração (actual) das entradas externas, se (actual) das entradas externas, se identificam os níveis de tensão aplicados identificam os níveis de tensão aplicados aos FFsaos FFs
Novembro de 2005Novembro de 2005 Sistemas DigitaisSistemas Digitais 2020
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oAnálise de um circ. seq. Análise de um circ. seq. sínc.sínc.
2º passo de análise: obtenção da 2º passo de análise: obtenção da tabela de excitações do circuitotabela de excitações do circuito
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oAnálise de um circ. seq. Análise de um circ. seq. sínc.sínc.
Processo de análise (cont.)Processo de análise (cont.) Passo 3 - a partir da tabela de excitações Passo 3 - a partir da tabela de excitações
do circuito elabora-se uma outra tabela do circuito elabora-se uma outra tabela onde, para cada estado actual e para cada onde, para cada estado actual e para cada configuração de entradas externas, se configuração de entradas externas, se identifica o estado seguinte do circuito e o identifica o estado seguinte do circuito e o nível correspondente das saídas; essa nível correspondente das saídas; essa tabela designa-se por tabela designa-se por tabela de transições tabela de transições e de saídase de saídas
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oAnálise de um circ. seq. Análise de um circ. seq. sínc.sínc.
3º passo de análise: obtenção 3º passo de análise: obtenção da da tabela de transições e de saídatabela de transições e de saída
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oAnálise de um circ. seq. Análise de um circ. seq. sínc.sínc.
Processo de análise (cont.)Processo de análise (cont.) Passo 4 - a partir da tabela de transições Passo 4 - a partir da tabela de transições
do circuito podemos, por do circuito podemos, por codificação dos codificação dos estadosestados, obter uma , obter uma tabela de estados e de tabela de estados e de saídas do circuitosaídas do circuito
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oAnálise de um circ. seq. Análise de um circ. seq. sínc.sínc.
4º passo de análise: 4º passo de análise: codificação dos codificação dos estadosestados
Exemplo de codificação de estados
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oAnálise de um circ. seq. Análise de um circ. seq. sínc.sínc.
5º passo de análise: obtenção de uma 5º passo de análise: obtenção de uma tabela de estados e de saídastabela de estados e de saídas do do circuito circuito
Novembro de 2005Novembro de 2005 Sistemas DigitaisSistemas Digitais 2626
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oAnálise de um circ. seq. Análise de um circ. seq. sínc.sínc.
Com a tabela de estados e de saídas Com a tabela de estados e de saídas do circuito podemos dar por concluído do circuito podemos dar por concluído o seu processo de análiseo seu processo de análise
Novembro de 2005Novembro de 2005 Sistemas DigitaisSistemas Digitais 2727
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oAnálise de um circ. seq. Análise de um circ. seq. sínc.sínc.
Muitas vezes usa-se um diagrama de Muitas vezes usa-se um diagrama de estados, em alternativa à tabela de estados, em alternativa à tabela de estados e de saídas do circuito, para estados e de saídas do circuito, para identificar o comportamento temporal identificar o comportamento temporal da máquina sequencial que deu da máquina sequencial que deu origem ao circuitoorigem ao circuito
Novembro de 2005Novembro de 2005 Sistemas DigitaisSistemas Digitais 2828
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oAnálise de um circ. seq. Análise de um circ. seq. sínc.sínc.
Processo de análise (cont.)Processo de análise (cont.) Passo 5 - para alPasso 5 - para alémém dessa tabela, pode dessa tabela, pode
construir-se um grafo orientado construir-se um grafo orientado representando os estados, as transições representando os estados, as transições entre estados e as saídas, a que se chama entre estados e as saídas, a que se chama diagrama de estadosdiagrama de estados
Novembro de 2005Novembro de 2005 Sistemas DigitaisSistemas Digitais 2929
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oAnálise de um circ. seq. Análise de um circ. seq. sínc.sínc.
Tabela de estadose de saída
Diagrama de estados
Novembro de 2005Novembro de 2005 Sistemas DigitaisSistemas Digitais 3030
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oAnálise de um circ. seq. Análise de um circ. seq. sínc.sínc.
Comparar as duas descrições da máquina sequencial
Novembro de 2005Novembro de 2005 Sistemas DigitaisSistemas Digitais 3131
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oAnálise de um circ. seq. Análise de um circ. seq. sínc.sínc.
Diz-se que o diagrama de estados Diz-se que o diagrama de estados descreve o comportamento da descreve o comportamento da máquina sequencialmáquina sequencial que vem que vem implementada pelo logigrama ou implementada pelo logigrama ou esquema eléctricoesquema eléctrico
Uma Uma máquina sequencialmáquina sequencial é, então, é, então, uma abstracção de um dado uma abstracção de um dado circuito circuito sequencialsequencial (síncrono) (síncrono)