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Los circuitos lógicos se clasifican en dos tipos:
Combinacionales: Es aquel cuyas salidas solo dependen de sus entradas actuales.
Secuencial: Es aquel cuyas salidas no solo dependen de sus entradas actuales, sino también de una secuencia de la entrada anterior.
El estado de un circuito secuencial, es unacolección de variables de estado, cuyos valores en cualquier momento contienen toda la información pasada necesariamente para establecer el comportamiento futuro del circuito. La mayoría de los sistemas secuenciales están gobernados por señales de reloj. A éstos se los denomina "síncronos" o "sincrónicos", a diferencia de los "asíncronos" o "asincrónicos" que son aquellos que no son controladospor señales de reloj.
Señal de Reloj[editar]
Los cambios de estado de la mayoría de los circuitos secuenciales ocurren en tiempos específicos por una señal de reloj que corre libremente. La figura 1.1 muestra los diagramas de tiempo y la nomenclatura de las señales típicas de reloj.
Figura 1.1
Por convención una señal de reloj es activa si el cambio de estado ocurre en el borde ascendentedel reloj o cuando el reloj esta en ALTO; y activo bajo en el caso complementario. El periodo de reloj es el tiempo entre transiciones sucesivas en la misma dirección y la frecuencia del reloj es reciproco del periodo. El primer borde o pulso en un periodo de reloj, algunas veces el periodo es el mismo, se conoce como pulso de reloj. El ciclo útil es el porcentaje de tiempo que esta en su nivelafirmativo la señal de reloj.
Los sistemas digitales típicos, desde los relojes digitales hasta las supercomputadoras, usan un oscilador de cristal de cuarzo para generar una señal de reloj natural. Las frecuencias de reloj van de 32.768 kHz (para un reloj) a 400 MHz (para una supercomputadora).
Maquinas de Estado[editar]
En un circuito digital, las variables de estado son valores binarioscorrespondientes a ciertas señales lógicas del circuito. Un circuito con “n” variables de estado binarias tiene 2n estados posibles. Por muy grande parezca, 2n siempre es finito, nunca es infinito, de modo que los circuitos secuenciales son llamados, algunas veces maquinas de estados finitos.
Existen 5 tipos de maquinas de estado las cuales emplean una entrada de reloj y están sincronizados, estosignifica que todos los flip flops usan la misma señal de reloj. Cambian de estado solamente cuando ocurre un flanco de disparo o un impulso en la señal de reloj.
Maquina de Mealy o Tipo A
Maquina de Moore con Decodificador de Salida o Tipo B
Maquina de Moore o Tipo C
Tipo D
Tipo E
Sistemas Secuenciales
Hasta ahora solo hemos visto los circuitos combinacionales,
cuyas salidasdependen exclusivamente de las entradas.
Sin embargo, en los sistemas digitales, es indispensable el
poder contar con memoria o bien, con estados internos. De
esta manera se puede actuar en base a la historia.
En general, un circuito secuencial est´a compuesto por
circuitos combinacionales y elementos de memoria.
Se dice que en un circuito secuencial la salida actual depende
de la entradaactual y del estado actual del circuito.
La parte combinacional del circuito acepta entradas externas y
desde los elementos de memoria.
Algunas de las salidas del circuito combinacional se utilizan
para determinar los valores que se almacenaran en los
elementos de memoria.
Las salidas del sistema secuencial pueden corresponder tanto
a salidas del circuito combinacional, como de loselementos de
memoria.
Estos elementos de memoria son representados mediante unos
dispositivos llamados Flip-Flop.
Los FLIP-FLOP (FF) est´an constituidos por una combinaci´on
de compuertas digitales. Estas compuertas est´an conectadas
de tal manera que es posible almacenar informaci´on.
Estas compuertas est´an realimentadas y deben lograr cierta
estabilidad para poder almacenar informaci´on....
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