Circuitos Secuenciales

CIRCUITOS SECUENCIALES

En la lógica combinacional los circuitos producen una respuesta instantánea, es decir, las salidas se pueden calcular a partir de la combinación de los valores de las entradas en el mismo instante. La lógica combinacional no sirve para construir circuitos que con capacidad de memoria, es decir, funciones lógicas cuya salida en el instante presente depende de entradas enel pasado.

INTRODUCCIÓN:

Los circuitos considerados hasta aquí, tienen la característica de que su salida depende solamente de la combinación presente de valores de las entradas, es decir, a una misma combinación de entrada responden siempre con la misma salida. Debido a esto, estos circuitos se denominan combinacionales.

Los circuitos combinacionales tienen muchas limitantes debido a queno son capaces de reconocer el orden en que se van presentando las combinaciones de entradas con respecto al tiempo, es decir, no pueden reconocer una secuencia de combinaciones, ya que no poseen una manera de almacenar información pasada, es decir no poseen memoria.

Un circuito cuya salida depende no solo de la combinación de entrada, sino también de la historia de las entradas anteriores sedenomina Circuito Secuencial. La historia de las entradas anteriores en un momento dado se encuentra resumida en el estado del circuito, el cual se expresa en un conjunto de variables de estado.

En un circuito secuencial asíncrono, los cambios de estado ocurren al ritmo natural marcado por los retardos asociados a las compuertas lógicas utilizadas en su implementación, es decir, estos circuitosno usan elementos especiales de memoria, pues se sirven de los retardos propios (tiempos de propagación) de las compuertas lógicas usados en ellos. Esta manera de operar puede ocasionar algunos problemas de funcionamiento, ya que estos retardos naturales no están bajo el control del diseñador y además no son idénticos en cada compuerta lógica. Un circuito secuencial puede entenderse simplementecomo un circuito combinacional en el cual las salidas dependen tanto de las entradas como de las salidas en instantes anteriores, esto implica una retroalimentación de las salidas como se muestra en diagrama de la siguiente figura:
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Modelo de Moore.
Un modelo más completo de lo que puede ser un circuito secuencial es el denominado Modelo de Moore, cuya estructura se presenta en lasiguiente figura.
El modelo de Moore consiste en dos bloques (circuitos) de lógica combinacional más un bloque de memoria
➢ La lógica de estado siguiente que define la manera de generar las variables de estado a partir de las entradas.
➢ La Lógica de salida que define la manera en que se obtienen las salidas del cirucito a partir de las variables de estado.


Este modelo tiene laparticularidad de que las salidas sólo son función de las variables de estado, es decir, del estado presente. Por ello, cuando en un circuito, las salidas solo dependen de las variables de estado, se les llama Salidas tipo Moore.


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Modelo de Mealy
En un modelo más completo, las salidas en instantes anteriores están expresadas por un conjunto de variables de estado, de manera que las salidasactuales dependen tanto de las entradas como de las variables de estado las cuales son guardadas en dispositivos de memoria. Este es el modelo más completo de un circuito secuencial y se denomina Modelo de Mealy.
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Como puede verse, en el modelo de Mealy las salidas en el instante presente pueden depender tanto de las variables de estado (y por lo tanto del estado presente) como de lasentradas. A este tipo de salidas se les llama Salidas tipo Mealy.

En general, un circuito secuencial puede ser una combinación de los tres modelos presentados arriba, es decir, puede poseer salidas tanto tipo Mealy como Tipo Moore, o sólo tipo Moore, o puede inclusive no tener dispositivos de memoria y funcionar solamente con la “memoria” asociada a los retardos naturales de las compuertas lógicas....