Sistemas Digitales

TEMA I: INTRODUCCIÓN A LOS CIRCUITOS SECUENCIALES
Hasta ahora, únicamente hemos visto circuitos combinacionales, es decir, circuitos en los que las salidas dependen única y exclusivamente de las combinaciones de entradas, y no de la historia pasada del sistema. Vamos a ver cuáles serían las formas de onda del siguiente circuito. A B F B A

F F = A·B + A·F + B·F Figura 1.1.- Ejemplo de circuitodigital junto con sus formas de ondas.

En las formas de onda podemos comprobar que la señal de salida F cambiará de estado (cuando sea necesario) después del retraso de la puerta AND y OR. Otra característica de este circuito que también podemos observar es que la salida también muestra una dependencia de ella misma, además de las señales de entrada; ésta implica que para una misma combinaciónde señales de entrada podemos encontrar valores de salida diferentes, como sucede en el caso de AB = “10”. Por lo tanto, el valor de la salida también depende de los valores pasados del circuito, es decir, de su historia. La dependencia de esta historia puede ser ventajosa e incluso necesaria para algunas aplicaciones en las que es necesario recordar una determinada situación. Algunos ejemplos deesta ventaja (necesidad) pueden ser: • La creación de un reloj, que se modelada con la afirmación “la salida será el valor complementario de su valor anterior”, • La creación de un contador, que se modelada con la afirmación “la salida será el resultado de sumar uno a su valor anterior”,...

2

Dpto. Ingeniería Electrónica de Sistemas Informáticos y Automática

Por lo tanto, se ve cuandomenos interesante incluir la dependencia del tiempo en los sistemas y en especial, en los sistemas digitales.

1. Introducción. Definición de Sistema Secuencial
Los sistemas digitales que introducen la dependencia temporal son conocidos como sistemas secuenciales. Una definición más rigurosa de sistema secuencial puede ser la siguiente: Un circuito de conmutación secuencial se define como un circuitobivaluado en el cual, la salida en cualquier instante depende de las entradas en dicho instante y de la historia pasada (o secuencia) de entradas. Esta definición implica una serie de características inherentes a estos sistemas. Entre éstas podemos destacar las siguientes: • Poseen uno o más caminos de realimentación, es decir, una o más señales internas o de salida se vuelven a introducir comoseñales de entradas. Gracias a esta característica se garantiza la dependencia de la operación con la secuencia anterior. • Como es lógico, existe una dependencia explícita del tiempo. Esta dependencia se produce en los lazos de realimentación antes mencionados. En estos lazos es necesario distinguir entre las salidas y las entradas realimentadas. Esta distinción se traducirá en un retraso de ambasseñales (en el caso más ideal), como se puede ver en la figura 1.2, el cual puede producirse mediante dos elementos: • Elementos de retraso, ya sean explícitos o implícitos debido al retraso de la lógica combinacional. Este retraso es fijo e independiente de cualquier señal. • Elementos de memoria, que son dispositivos que almacena el valor de la entrada en un instante determinado por una señalexterna y lo mantiene hasta que dicha señal ordene el almacenamiento de un nuevo valor. La diferencia de comportamiento entre ambos elementos radica en que la salida del elemento de retraso es una copia de la señal de entrada; mientras que el elemento de memoria copia determinados instantes de la entrada (determinados por una señal externa), y no la señal completa, el resto del tiempo la salida nocambia de valor, como podemos apreciar en la figura 1.2.

Entrada Control Retraso Memoria

Figura 1.2.- Formas de onda de salida y entrada de un elemento de retraso y de memoria.

TEMA I: INTRODUCCIÓN A LOS CIRCUITOS SECUENCIALES

3

En este caso, podemos observar que la salida del elemento de retraso es una copia de la señal de entrada retraso un determinado tiempo; mientras que la...