Flip Flop Vhdl

PRACTICA No. 13
“FLIP FLOPS”


MATERIA: DISEÑO DIGITAL SEMESTRE FEBRERO-JUNIO DEL 2012


OBJETIVO GENERAL DE LA PRÁCTICA:

Que el estudiante adquiera las competencias en el diseño de Flip-Flops e identifique sus características secuenciales que lo hacen un circuito de alto uso en la electrónica digital.



EVALUACION: __________



I. Objetivosespecíficos.


- Tener claro el concepto de circuitos scuenciales.
- Describir como es el funcionamiento de un Flip-Flop.
- Describir como es el funcionamiento de un Flip-Flop tipo (Master Slave).
- Describir como es el funcionamiento de un Flip-Flop tipo (Triggered ).
- Describir como es el funcionamiento de un Flip-Flop SR.
- Describir como es el funcionamiento de unFlip-Flop JK.
- Describir como es el funcionamiento de un Flip-Flop D.
- Describir como es el funcionamiento de un Flip-Flop T.
- Construir una tabla de verdad para la descripción de los diferentes tipos de Flip-Flop.
- Investigar en la pagina de Texas instruments http://upgrade.kongju.ac.kr/data/ttl/func.html circuitos de “glue logic” (los clásicos circuitos integrados74xx) realizan la función lógica de un Flip-Flop.
- Interpretar las formas de onda presentadas a la salida de los diferentes tios de Flip-Flops a la aplicación de estímulos (0s y 1s) en sus diversas entradas.
- Saber modelar en VDHL los diferentes tipos de Flip-Flops a sus entradas.
- Sintetizar el archivo de Flip-Flop utilizando XST (del ISE Webpack de Xilinx).
-Implementar Flip-Flop Basys 2, utilizando el FPGA XC3S100E de la familia Spartan 3E de Xilinx.




II. MATERIAL Y SOFTWARE UTILIZADO
• Tarjeta Basys 2 de Xilinx.
• ISE Webpack
• Adept.
III. FUNDAMENTO TEORICO

Flip-Flop
Uno de los elementos básicos de memoria son los llamados Flip Flops. El estado de un flip flop cambia por un cambio momentáneo en sus entradas. Este cambio sedenomina disparo (trigger). En los latch básicos definidos al comienzo (SR con compuertas NAND o NOR) se necesitaba un disparo de entrada definido por un cambio de nivel. Este nivel debe regresar a su nivel inicial antes de aplicar otro disparo. Los FF con reloj eran disparados por pulsos. La realimentación entre la circuitería combinacional y el elemento de memoria puede producir inestabilidad,haciendo que el FF cambie varias veces durante la duración de un pulso de reloj por lo que el intervalo de tiempo desde la aplicación del pulso hasta que ocurre la transición de la salida es un factor critico que requiere un análisis que va mas allá de los requerimientos de este curso.
Una manera de resolver este problema es hacer que los FF sean sensitivos a la transición del pulso más que a laduración. Hay dos maneras de hacerlo y que dan origen a dos tipos de flip flops: los flip flops maestro esclavo y los flip flops disparados por flanco.

Flip-Flop maestro-esclavo

Un flip flop maestro-esclavo se construye con dos FF, uno sirve de maestro y otro de esclavo. Durante la subida del pulso de reloj se habilita el maestro y se deshabilita el esclavo. La información de entrada estransmitida hacia el FF maestro. Cuando el pulso baja nuevamente a cero se deshabilita el maestro lo cual evita que lo afecten las entradas externas y se habilita el esclavo. Entonces el esclavo pasa al el mismo estado del maestro. El comportamiento del flip-flop
maestro-esclavo que acaba de describirse hace que los cambios de estado coincidan con la transición del flanco negativo del pulso.
[pic]Flip-Flop disparado por flanco

Otro tipo de FF que sincroniza el cambio de estado durante la transición del pulso de reloj es el flip flop disparado por flanco. Cuando la entrada de reloj excede un nivel de umbral especifico ( threshold level), las entradas son aseguradas y el FF no se ve afectado por cambios adicionales en las entradas hasta tanto el pulso de reloj no llegue a cero y se...