11 Diseno Circuitos Secuenciales Compact



14/09/2014

Proceso
Caja
Negra

Diagrama de Estados
Tablas
Siguiente Estado

Salidas

Codificación de Estados

Universidad de La Salle
Sistemas Digitales I
Diego Méndez Chaves, Ph.D

Análisis

Diseño

Diseño de Circuitos Secuenciales

Tablas Codificadas
Siguiente Estado

Salidas

Selección de FF
Ecuaciones de
Salida

Tablas de Excitación
Siguiente Estado

Estructura de Un Sistema Secuencial(Moore)



Significa que las salidas
(Z’s) dependen
únicamente del estado
actual (Q’s)
El siguiente estado
depende de las
entradas (X’s) y el
estado actual (Q’s)





Lógica del Salida

Problema:


Salidas (Z’s)
m

(Combinacional)




Entradas
(X’s)

Lógica del Siguiente
Estado

n

2

Ejemplo: Contador Ascendente

¿Qué es Moore?:



Circuito Lógico

Ecuaciones de
Excitación



Módulo 4(ascendente)
Con habilitador (activo en bajo)
Salida 1: Valor de conteo
Salida 2: Indica con ‘1’ que el conteo es igual a 2

(Combinacional)
k

Variables del
Estado Actual (Q’s)
Caja Negra:
Entradas
(X’s)
n

Sistema
Secuencial

Conjunto de
Flip-Flops
(Registro)

k

Salidas
(Z’s)
m

Caja Negra:

Caja Negra:

Variables del Siguiente
Estado (Y’s)
habn

c0
c1

cont8

2
habn

cont8

z

reloj

reloj

relojreloj

c
z

Estados (Q’s)
(Internos)
3

4

Ejemplo: Diagrama de Estados
4 Valores de conteo => 4 Estados (cada estado representa un valor de conteo).
Notación

Representa el diagrama de estados en una tabla.



Nombre

s0

s0

Salidas

s3

s1

11/0

01/0

habn = 1

c1c0/z

00/0

habn = 0

00/0

s3

s1

11/0

01/0

habn = 0

s2

habn = 0

10/1



habn = 0

Moore: La salida depende
únicamente delestado
actual => se asigna en
cada circulo

s2

habn = 0
habn = 1

10/1

Entradas

Estado Actual

Siguiente
Estado

habn

Q

Q(t+1)

0
0
0
0
1
1
1
1

S0
S1
S2
S3
S0
S1
S2
S3

S1
S2
S3
S0
S0
S1
S2
S3

habn = 0

habn = 1

Si

habn = 0

habn = 1

habn = 0

Tabla del Siguiente Estado:

habn = 1

habn = 1

habn = 1



Ejemplo: Tabla del Siguiente Estado y Salidas

No.
0
1
2
3
4
5
6
7

Tabla Salidas:habn = 1






Si habn = 0 : avanza el conteo
z = 1: en s2
Cada flecha indica además flanco de reloj

5



El siguiente estado depende de las
entradas y el estado actual
Moore: La salida depende únicamente del
estado actual => se asigna en cada circulo

Estado
Actual

No.
0
1
2
3

Salidas

Q

z

C1

C0

S0
S1
S2
S3

0
0
1
0

0
0
1
1

0
1
0
1

6



1



Ejemplo: Codificación de Estados




Ejemplo: Tablas Codificadas

Se trata de asignar un código binario (valor) a cada
estado.
Se puede escoger arbitrariamente sin afectar el
resultado final.
En este caso como se tienen 4 estados se necesitan
por lo menos 2 bits para codificarlos (log2(#estados)).
Codificación 1:

Estado Actual

Siguiente
Estado

habn

Q

Q(t+1)

0
0
0
0
1
1
1
1

S0
S1
S2
S3
S0
S1
S2
S3

S1
S2
S3
S0
S0
S1
S2
S3Entradas

No.
0
1
2
3
4
5
6
7

Estado
Actual

Estado
Q

q1

q0

Q

q1

q0

S0
S1
S2
S3

0
0
1
1

0
1
0
1

S0

1

0

S1

1

1

S2

0

0

S3

0

1

No.
0
1
2
3

C o d ig o

E sta d o

Se reemplaza cada estado genérico por la codificación:



Codificación 2:

Codigo

14/09/2014

Tabla del Siguiente Estado:

Salidas

Q

z

C1

C0

S0
S1
S2
S3

0
0
1
0

0
0
1
1

0
1
0
1

q1

q0

q1

q0

0
0
0
0
1
1
1
10
0
1
1
0
0
1
1

0
1
0
1
0
1
0
0

0
1
1
0
0
0
1
1

1
0
1
0
0
1
0
1

Tabla Salidas:
Estado Actual

No.
0
1
2
3

Codigo
q1

q0

S0
S1
S2
S3

0
0
1
1

0
1
0
1

Siguiente Estado

habn

Código:
Estado
Q

Estado Actual

Entradas

No.
0
1
2
3
4
5
6
7

Salidas

q1

q0

z

C1

C0

0
0
1
1

0
1
0
1

0
0
1
0

0
0
1
1

0
1
0
1

7

8

Ejemplo: Selección de Flip-Flop
Tipo

Tabla
Característica

SímboloEcuación
Característica

Tabla de
Excitación

Diseño
Lógica del Siguiente Estado

9

Ejemplo: Tabla de excitación






Ejemplo: Ecuaciones de Excitación

La tabla de excitación consiste en determinar los valores o
condiciones de D para producir las transiciones de Q a
Q(t+1).
Recordar que el siguiente estado Q(t+1) (en este caso
q1(t+1) y q0(t+1)) depende del estado actual Q (q1(t) y q0(t))
y de...