logica y compuertas

Organización de Computadoras 2003

Apunte 5

Organización de Computadoras 2003
Apunte 5: Circuitos Lógicos Secuenciales
Introducción:
En el desarrollo de los sistemas digitales es fundamental el almacenamiento de la
información, esta característica la permiten los Circuitos Lógicos Secuenciales.
Para poder entender el tema se necesitan ciertos conceptos básicos sobre el funcionamientode los Circuitos Lógicos Combinacionales, respuesta de las compuertas lógicas ante sus
entradas. Un circuito lógico combinacional se puede asociar rápidamente al estudio de
compuertas lógicas. En este tipo de circuitos sus salidas dependen exclusivamente de sus
entradas actuales.
Los circuitos lógicos secuenciales se asocian al estudio de dispositivos de almacenamiento
en general y en dondeuna de sus características principales es que sus salidas dependen de
las entradas actuales, de entradas en tiempos anteriores y de una señal externa de reloj.

Conceptos Generales de Latches y flip-flops:
Los circuitos biestables son aquellos que poseen dos estados estables que se pueden
mantener por tiempo indefinido, lo que nos permite tener almacenado un dato en un
dispositivo por eltiempo que se desee.
Las salidas del circuito, además de ser función de las entradas son función de la
información almacenada en elementos de memo ria del circuito, en el momento que se
producen las entradas. Están formados por un circuito combinacional y un bloque de
elementos de memoria:

Entradas E(t)
Variables
de estado Q(t)
actual

Circuito Combinacional

S(t)

Variables
Q(t +1) deestado
Elementos de memoria
siguiente

Reloj
La señal del reloj indica a los elementos de memoria cuando deben cambiar su estado.
Existen dos tipos de biestables muy importantes: el latch y el flip- flop. Estos circuitos están
compuestos por compuertas lógicas y lazos de retroalimentación y son considerados los
circuitos básicos que constituyen los sistemas digitales.
El latch es uncircuito biestable asíncrono, es decir que sus salidas cambian en la medida en
que sus entradas cambien. El flip- flop es un dispositivo secuencial sincrónico que toma

Lic. Diego Fernando Tarrío

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Apunte 5

muestras de sus entradas y determina una salida sólo en los tiempos determinados por el
reloj (CLK).
Además, se pueden tener flip-flops Master-Slave y flip- flops disparados por flanco. Los
flip- flops Master-Slave están conformados por dos latches con habilitación en cascada, es
decir que la salida de un latch es la entrada del otro, mientras que el flip- flop disparado por
flanco posee un dispositivo para determinar cuando hay una pendiente, ya sea de subida o
de bajada, en el reloj que habilita el flip-flop.Características de operación:
Las características de operación son de gran importancia porque permiten entender y
manipular de forma correcta los flip- flops. Estas características dan al usuario la posibilidad
de prever y corregir errores (ejemplos: Retardos de propagación, tiempo de Set-up,
Frecuencia máxima del reloj, Ancho de pulso, Disipación de potencia).
Retardos de propagación:
Es el tiemporequerido para que se produzca un cambio válido a la salida, debido a la
aplicación de una señal en la entrada.
Existen cuatro categorías de retardos de propagación en los flip-flops:
1. Retardo entre el reloj y la salida (tPLH)

2.Retardo entre el reloj y la salida (tPHL)

Lic. Diego Fernando Tarrío

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3. Retardo entre laseñal de iniciación y la salida (tPLH):

4. Retardo entre la señal de borrado y la salida (tPHL):

Tiempos de SetUp:
Es el intervalo mínimo que deben mantener fijas las entradas de un flip-flop antes que
aparezca el flanco de disparo del impulso de reloj.
Ej en flip-flop D:

Tiempo de Hold:
Es el intervalo mínimo que deben mantener fijas las entradas de un flip-flop despues que...