Sistema secuencial

SISTEMA SECUENCIAL
A diferencia de los sistemas combinacionales, en los sistemas secuenciales, los valores de las salidas, en un momento dado, no dependen exclusivamente de los valores de las entradas en dicho momento, sino también dependen del estado anterior o estado interno. El sistema secuencial más simple es el biestable, de los cuales, el de tipo D (o cerrojo) es el más utilizadoactualmente.
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 controlados por señales de reloj.
A continuación se indican los principales sistemas secuenciales que pueden encontrarse en forma de circuito integrado o como estructuras en sistemasprogramados:
• Contador
• Registros

En todo sistema secuencial nos encontraremos con:
a) Un conjunto finito, n, de variables de entrada (X1, X2,..., Xn).
b) Un conjunto finito, m, de estados internos, de aquí que los estados secuenciales también sean denominados autómatas finitos. Estos estados proporcionarán m variables internas (Y1,Y2,..., Ym).
c) Un conjunto finito, p, de funciones desalida (Z1, Z2,..., Zp).
Dependiendo de cómo se obtengan las funciones de salida, Z, los sistemas secuenciales pueden tener dos estructuras como las que se observan en la siguiente figura, denominadas autómata de Moore, a), y autómata de Mealy, b).

Estructuras de bloque de un autómata de Moore, a), y un autómata de Mealy, b)
Biestable
Un biestable, también llamado báscula (flip-flop eninglés), es un multivibrador capaz de permanecer en un estado determinado o en el contrario durante un tiempo indefinido. Esta característica es ampliamente utilizada en electrónica digital para memorizar información. El paso de un estado a otro se realiza variando sus entradas. Dependiendo del tipo de dichas entradas los biestables se dividen en:
• Asíncronos: sólo tienen entradas de control. El másempleado es el biestable RS.
• Síncronos: además de las entradas de control posee una entrada de sincronismo o de reloj. Si las entradas de control dependen de la de sincronismo se denominan síncronas y en caso contrario asíncronas. Por lo general, las entradas de control asíncronas prevalecen sobre las síncronas.
La entrada de sincronismo puede ser activada por nivel (alto o bajo) o por flanco(de subida o de bajada). Dentro de los biestables síncronos activados por nivel están los tipos RS y D, y dentro de los activos por flancos los tipos JK, T y D.
Los biestables se crearon para eliminar las deficiencias de los latches.

Biestable RS


Cronograma del biestable RS.
Dispositivo de almacenamiento temporal de dos estados (alto y bajo), cuyas entradas principales, R y S, a las quedebe el nombre, permiten al ser activadas:
• R: el borrado (reset en inglés), puesta a 0 ó nivel bajo de la salida.
• S: el grabado (set en inglés), puesta a 1 ó nivel alto de la salida
Si no se activa ninguna de las entradas, el biestable permanece en el estado que poseía tras la última operación de borrado o grabado. En ningún caso deberían activarse ambas entradas a la vez, ya que estoprovoca que las salidas directa (Q) y negada (Q') queden con el mismo valor: abajo, si la báscula está construida con puertas NO-O (NOR), o a alto, si con puertas NO-Y (NAND). El problema de que ambas salidas queden al mismo estado está en que al desactivar ambas entradas no se podrá determinar el estado en el que quedaría la salida. Por eso, en las tablas de verdad, la activación de ambas entradas secontempla como caso no deseado (N. D.).
Biestable RS (Set Reset) asíncrono
Sólo posee las entradas R y S. Se compone internamente de dos puertas lógicas NO-Y (NAND) o NO-O (NOR), según se muestra en la siguiente figura:

Biestables RS con puertas NO-O, a), NO-Y, c), y símbolos normalizados respectivos b) y d).
Su tabla de verdad es la siguiente (Q representa el estado actual de la salida...