5.- sistemas combinacionales y secuenciales

8/3/2019 5.- Sistemas Combinacionales y Secuenciales

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Diseo lgico Diseo lgico

IntegrantesIntegrantes : :

Flo resFlo res Zapata SusanZapata SusanRevi ll a F eij oo EduRevi ll a F eij oo Edu

Zarate Aguirre J o

el

Zarate Aguirre J o

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T ema: T ema: Sistemas Combinacionales y Sistemas Combinacionales y Secuenciales Secuenciales


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INTRODUCCININTRODUCCINy Al hablar de sistemas, nos referimos al enfoque sistmico con el

que sern tratadas las funciones de conmutacin.

y Dentro de este enfoque sistmico, existen 2 grandes reas: losSistemas Combinacionales y los Sistemas Secuenciales.

y

Los Sistemas Combinacionales estn formados por un conjuntode compuertas interconectadas cuya salida, en un momentodado, esta nicamente en funcin de la entrada, en ese mismoinstante. Por esto se dice que los sistemas Combinacionales nocuentan con memoria.

y

Los Sistemas Secuenciales en cambio, son capaces de tenersalidas no slo en funcin de las entradas actuales, sino quetambin de entradas o salidas anteriores.

y Esto se debe a que los sistemas secuenciales tienen memoria yson capaces de almacenar informacin a travs de sus estados

internos.


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SISTEMAS COMBINACIONALES Y SECUENCIALESSISTEMAS COMBINACIONALES Y SECUENCIALES

SISTEMAS COMBINACIONALES

Un Sistema Combinacional puede tener n entradas y m salidas.Los Sistemas Combinacionales relativamente pequeos (menores a 100

compuertas), pueden ser construidos con compuertas convencionales.

Tpicamente se utilizan nicamente compuertas NAND o NOR.

UTILIZANDO COMPUERTAS NANDPor ejemplo, para representar la ecuacin:

Algebraicamente se puede convertir:


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UTILIZANDO COMPUERTAS NOR

Representar la siguiente ecuacin utilizando compuertas NOR:

Algebraicamente se puede convertir:


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SISTEMAS SECUENCIALES

y Los Sistemas Secuenciales, son capaces de tenersalidas no slo en funcin de las entradas actuales,sino que tambin de entradas o salidas anteriores.Esto se debe a que los sistemas secuenciales

tienen memoria y son capaces de almacenarinformacin a travs de sus estados internos.

y Un circuito de conmutacin secuencial se definecomo un circuito bivaluado en el cual, la salida encualquier instante depende de las entradas endicho instante y de la historia pasada (o secuencia)de entradas.


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CLASIFICACIN DE LOS SISTEMASSECUENCIALESy Uno de los primeros problemas de los

circuitos secuenciales era determinar elmomento en el que el prximo estado

deba pasar a estado presente, sin capturarsituaciones no deseadas como pueden serlos azares. Este problema es lo que seconoce como sincronizacin, cuyassoluciones dieron lugar a una de lasprincipales clasificaciones de los sistemassecuenciales. As podemos dividir lossistemas en dos categoras.


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SISTEMASASNCRONOS

y

La sincronizacin depende exclusivamente delos retrasos de la lgica Combinacional, sinnecesidad de ninguna seal externa al sistema.

y Las operaciones de un sistema asncronotienen efecto, es decir, se almacena el prximoestado, en intervalos temporales diferentes.Por lo tanto, su velocidad de operacin serdistinta para cada secuencia de entradas. De

esta forma se toma como el parmetro de lavelocidad de operacin el valor medio detodas las velocidades. As, la operacin de unsistema asncrono se denomina operacindel caso medio .


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SISTEMAS SNCRONO S

La sincronizacin depende exclusivamente de una sealexterna al sistema, conocida generalmente como sealde reloj. Esta seal de reloj controlar elcomportamiento de los elementos de memoria.

Las operaciones de un sistema sncrono tienen efectoen el mismo intervalo temporal, el dictaminado por elperiodo de la seal de reloj. Por lo tanto, su velocidadde operacin ser siempre la misma para todas lassecuencias de entrada. Esta velocidad debe ser tal quetodas las operaciones tengan el tiempo necesario parapoder llevarse a cabo. As, la velocidad de un sistemasncrono debe estar limitada por la operacin mslenta. A este tipo de operaciones se le suele denominar

operacin del caso peor .


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AUTMATA S FINITOSAUTMATA S FINITOSUn autmata finito es un modelo matemtico de una mquina que aceptacadenas de un lenguaje definido sobre un alfabeto A. Consiste en un

conjunto finito de estados y un conjunto de transiciones entre esos estados,que dependen de los smbolos de la cadena de entrada. El autmata finitoacepta una cadena x si la secuencia de transiciones correspondientes alos smbolos de x conduce desde el estado inicial a un estado final.

M = Donde:E: Conjunto finito de estadosA: Alfabeto o conjunto finito de smbolos de entrada

H: F uncin de transicin de estados, que se define como:

H: E x A E si el autmata es determinstico

H: E x A P(E) si el autmata es no determinstico (P(E) es el conjunto potencia de E, es

decir el conjunto de todos los subconjuntos de E)e0 : Estado inicial; e0 EF: Conjunto de estados finales o estados de aceptacin; F E


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MTODOS DE SISTEMAS SECUENCIALESMTODOS DE SISTEMAS SECUENCIALES

MTODOS DE SISTEMAS SECUENCIALES

1. Codificacin de estados.

2. Asignacin de biestables D.

3. Tabla de transicin de estados.

4. Entradas de los mux asignados a los biestables.

5. Seales de control o salida (Decodificador + Puertas).

Ejemplo:


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MTODO DEL CONTADOR

1. Codificacin de estados (ha de minimizar en lo posible las operaciones decarga/salto).

2. Numero de bits (tamao) del contador.

3. Tabla de transicin de estados.

4. Entradas de los mux asignados a las seales de contar (E) y cargar (LD).

5. Tabla de saltos: seales de entrada de datos del contador.

6. Seales de control (Decodificador + Puertas).

Ejemplo:


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MTODO UN BIESTABLE/ESTADO (one - hot)Sin Codificacin de estados.

A cada ESTADO UN BIESTABLE D

En cada ciclo slo puede estar activo u n biesta ble.N ecesaria una lgica combinacional para activar un biestable y desactivar los restantestras cada flanco.

1. Asignacin de U N biestable D a cada estado.

2. Tabla de transicin de estados inversa .

3. Funciones lgicas de las entradas de los biestables (implementacin con puertas).

4. Seales de control o de salida (Decodificador + Puertas).

Ejemplo:


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MTODO DE LA MICROPROGRAMACINy Aplicar restricciones al algoritmo de control.y Codificar los estados (segn restricciones) y los cualificadores.y

Definir la memoria de control y el contadory Escribir el microprograma (contenido de la memoria).

Ejemplo:

Consecuencia

y Unidades de control diferentes pueden implementarsey Modificando nicamente el contenido de la memoria de control (microprograma).y Manteniendo la circuitera restante.

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