novembro de 2005 sistemas digitais 1 análise de circuitos sequenciais síncronos prof. carlos...

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


Pro

f. C

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oPro

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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


Pro

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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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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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Entradasactuais

Saídasactuais


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Memória


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Estado actualQA_H e QB_H

Estado seguinte(excitações)


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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


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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


Pro

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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


Pro

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Circuito sequencial síncrono a analisarCircuito sequencial síncrono a analisar


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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


Pro

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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


Pro

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2º passo de análise: obtenção da 2º passo de análise: obtenção da tabela de excitações do circuitotabela de excitações do circuito


Pro

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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


Pro

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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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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


Pro

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4º passo de análise: 4º passo de análise: codificação dos codificação dos estadosestados

Exemplo de codificação de estados


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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


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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


Pro

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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


Pro

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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


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Tabela de estadose de saída

Diagrama de estados


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Comparar as duas descrições da máquina sequencial


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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)

novembro de 2005 sistemas digitais 1 análise de circuitos sequenciais síncronos prof. carlos...

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