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Novembro de 2005 Sistemas Digitais 1 Análise de circuitos sequenciais síncronos Prof. Carlos Sêrro Alterado para l ó gica positiva por Guilherme Arroz.

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1 Novembro de 2005 Sistemas Digitais 1 Análise de circuitos sequenciais síncronos Prof. Carlos Sêrro Alterado para l ó gica positiva por Guilherme Arroz SISTEMAS DIGITAIS

2 Prof. Carlos Sêrro Novembro de 2005Sistemas Digitais2 Circs. síncronos e assíncronos Um circuito sequencial pode ser síncrono ou assíncrono Um circuito sequencial pode ser síncrono ou assíncrono Um circuito sequencial assíncrono não tem entrada de relógio Um circuito sequencial assíncrono não tem entrada de relógio Exemplo Exemplo Latch RS

3 Prof. Carlos Sêrro Novembro de 2005Sistemas Digitais3 Circs. síncronos e assíncronos Um circuito sequencial síncrono (como os que estudámos nas aulas anteriores – contadores e registos) tem todas as entradas de relógio dos FFs ligadas a um relógio comum Um circuito sequencial síncrono (como os que estudámos nas aulas anteriores – contadores e registos) tem todas as entradas de relógio dos FFs ligadas a um relógio comum Mas nem todos os circuitos com FFs são síncronos. Exemplo Mas nem todos os circuitos com FFs são síncronos. Exemplo Circuito sequencial assíncrono

4 Prof. Carlos Sêrro Novembro de 2005Sistemas Digitais4 Circs. Sequenciais síncronos No resto do curso vamos estudar (apenas) circuitos sequenciais síncronos No resto do curso vamos estudar (apenas) circuitos sequenciais síncronos Os contadores e registos que estudámos são exemplos deste tipo de circuitos Os contadores e registos que estudámos são exemplos deste tipo de circuitos Só que agora vamos estar interessados noutros tipos de circuitos, para além dos contadores e registos Só que agora vamos estar interessados noutros tipos de circuitos, para além dos contadores e registos

5 Prof. Carlos Sêrro Novembro de 2005Sistemas Digitais5 Circs. Sequenciais síncronos Em geral, esses circuitos possuem saídas individualizadas Em geral, esses circuitos possuem saídas individualizadas Já não são apenas as saídas dos FFs Já não são apenas as saídas dos FFs E também possuem entradas independentes E também possuem entradas independentes Naturalmente, implementam um determinado problema, geralmente descrito em língua natural (português) Naturalmente, implementam um determinado problema, geralmente descrito em língua natural (português)

6 Prof. Carlos Sêrro Novembro de 2005Sistemas Digitais6 Circs. Sequenciais síncronos Exemplo de circuito sequencial síncrono Exemplo de circuito sequencial síncrono

7 Prof. Carlos Sêrro Novembro de 2005Sistemas Digitais7 Modelo genérico Notemos como o circuito sequencial síncrono anterior obedece a um modelo genérico como este Notemos como o circuito sequencial síncrono anterior obedece a um modelo genérico como este

8 Prof. Carlos Sêrro Novembro de 2005Sistemas Digitais8 Modelo genérico Entradas actuais Saídas actuais

9 Prof. Carlos Sêrro Novembro de 2005Sistemas Digitais9 Modelo genérico Memória

10 Prof. Carlos Sêrro Novembro de 2005Sistemas Digitais10 Modelo genérico Estado actual QA_H e QB_H Estado seguinte (excitações)

11 Prof. Carlos Sêrro Novembro de 2005Sistemas Digitais11 Modelo genérico Lógica do estado seguinte (função das entradas actuais e do estado actual) Lógica de saída (função das entradas actuais e do estado actual)

12 Prof. Carlos Sêrro Novembro de 2005Sistemas Digitais12 Modelos de Mealy e de Moore O modelo que se acabou de descrever também é designado por modelo de Mealy O modelo que se acabou de descrever também é designado por modelo de Mealy Um outro modelo, mais simples, designado por modelo de Moore, tem a lógica de saída a depender apenas das entradas actuais Um outro modelo, mais simples, designado por modelo de Moore, tem a lógica de saída a depender apenas das entradas actuais Recapitulemos Recapitulemos

13 Prof. Carlos Sêrro Novembro de 2005Sistemas Digitais13 Modelo de Mealy

14 Prof. Carlos Sêrro Novembro de 2005Sistemas Digitais14 Modelo de Moore A lógica de saída de uma máquina de Moore apenas depende do estado actual

15 Prof. Carlos Sêrro Novembro de 2005Sistemas Digitais15 Análise de um circ. seq. sínc. O processo de análise de um circuito sequencial síncrono parte do seu logigrama (ou esquema eléctrico) e chega a um diagrama de estados que descreve o seu comportamento temporal O processo de análise de um circuito sequencial síncrono parte do seu logigrama (ou esquema eléctrico) e chega a um diagrama de estados que descreve o seu comportamento temporal

16 Prof. Carlos Sêrro Novembro de 2005Sistemas Digitais16 Análise de um circ. seq. sínc. O processo de análise segue sempre os seguintes passos O processo de análise segue sempre os seguintes passos Passo 1 - obtêm-se do circuito as equacões de excitação dos FFs e as equações de saída do circuito Passo 1 - obtêm-se do circuito as equacões de excitação dos FFs e as equações de saída do circuito

17 Prof. Carlos Sêrro Novembro de 2005Sistemas Digitais17 Análise de um circ. seq. sínc. Circuito sequencial síncrono a analisar Circuito sequencial síncrono a analisar

18 Prof. Carlos Sêrro Novembro de 2005Sistemas Digitais18 Análise de um circ. seq. sínc. 1º passo de análise: levantamento das equações de excitação dos FFs e das equações de saída 1º passo de análise: levantamento das equações de excitação dos FFs e das equações de saída

19 Prof. Carlos Sêrro Novembro de 2005Sistemas Digitais19 Análise de um circ. seq. sínc. Processo de análise Processo de análise Passo 2 - com as equações de excitação dos FFs estabelece-se uma tabela de excitações do circuito onde, para cada estado actual e para cada configuração (actual) das entradas externas, se identificam os níveis de tensão aplicados aos FFs Passo 2 - com as equações de excitação dos FFs estabelece-se uma tabela de excitações do circuito onde, para cada estado actual e para cada configuração (actual) das entradas externas, se identificam os níveis de tensão aplicados aos FFs

20 Prof. Carlos Sêrro Novembro de 2005Sistemas Digitais20 Análise de um circ. seq. sínc. 2º passo de análise: obtenção da tabela de excitações do circuito 2º passo de análise: obtenção da tabela de excitações do circuito

21 Prof. Carlos Sêrro Novembro de 2005Sistemas Digitais21 Análise de um circ. seq. sínc. Processo de análise (cont.) Processo de análise (cont.) Passo 3 - a partir da tabela de excitações do circuito elabora-se uma outra tabela onde, para cada estado actual e para cada configuração de entradas externas, se identifica o estado seguinte do circuito e o nível correspondente das saídas; essa tabela designa-se por tabela de transições e de saídas Passo 3 - a partir da tabela de excitações do circuito elabora-se uma outra tabela onde, para cada estado actual e para cada configuração de entradas externas, se identifica o estado seguinte do circuito e o nível correspondente das saídas; essa tabela designa-se por tabela de transições e de saídas

22 Prof. Carlos Sêrro Novembro de 2005Sistemas Digitais22 Análise de um circ. seq. sínc. 3º passo de análise: obtenção da tabela de transições e de saída 3º passo de análise: obtenção da tabela de transições e de saída

23 Prof. Carlos Sêrro Novembro de 2005Sistemas Digitais23 Análise de um circ. seq. sínc. Processo de análise (cont.) Processo de análise (cont.) Passo 4 - a partir da tabela de transições do circuito podemos, por codificação dos estados, obter uma tabela de estados e de saídas do circuito Passo 4 - a partir da tabela de transições do circuito podemos, por codificação dos estados, obter uma tabela de estados e de saídas do circuito

24 Prof. Carlos Sêrro Novembro de 2005Sistemas Digitais24 Análise de um circ. seq. sínc. 4º passo de análise: codificação dos estados 4º passo de análise: codificação dos estados Exemplo de codificação de estados

25 Prof. Carlos Sêrro Novembro de 2005Sistemas Digitais25 Análise de um circ. seq. sínc. 5º passo de análise: obtenção de uma tabela de estados e de saídas do circuito 5º passo de análise: obtenção de uma tabela de estados e de saídas do circuito

26 Prof. Carlos Sêrro Novembro de 2005Sistemas Digitais26 Análise de um circ. seq. sínc. Com a tabela de estados e de saídas do circuito podemos dar por concluído o seu processo de análise Com a tabela de estados e de saídas do circuito podemos dar por concluído o seu processo de análise

27 Prof. Carlos Sêrro Novembro de 2005Sistemas Digitais27 Análise de um circ. seq. sínc. Muitas vezes usa-se um diagrama de estados, em alternativa à tabela de estados e de saídas do circuito, para identificar o comportamento temporal da máquina sequencial que deu origem ao circuito Muitas vezes usa-se um diagrama de estados, em alternativa à tabela de estados e de saídas do circuito, para identificar o comportamento temporal da máquina sequencial que deu origem ao circuito

28 Prof. Carlos Sêrro Novembro de 2005Sistemas Digitais28 Análise de um circ. seq. sínc. Processo de análise (cont.) Processo de análise (cont.) Passo 5 - para al é m dessa tabela, pode construir-se um grafo orientado representando os estados, as transições entre estados e as saídas, a que se chama diagrama de estados Passo 5 - para al é m dessa tabela, pode construir-se um grafo orientado representando os estados, as transições entre estados e as saídas, a que se chama diagrama de estados

29 Prof. Carlos Sêrro Novembro de 2005Sistemas Digitais29 Análise de um circ. seq. sínc. Tabela de estados e de saída Diagrama de estados

30 Prof. Carlos Sêrro Novembro de 2005Sistemas Digitais30 Análise de um circ. seq. sínc. Comparar as duas descrições da máquina sequencial

31 Prof. Carlos Sêrro Novembro de 2005Sistemas Digitais31 Análise de um circ. seq. sínc. Diz-se que o diagrama de estados descreve o comportamento da máquina sequencial que vem implementada pelo logigrama ou esquema eléctrico Diz-se que o diagrama de estados descreve o comportamento da máquina sequencial que vem implementada pelo logigrama ou esquema eléctrico Uma máquina sequencial é, então, uma abstracção de um dado circuito sequencial (síncrono) Uma máquina sequencial é, então, uma abstracção de um dado circuito sequencial (síncrono)


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