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Resumen tema 6 IC, Resúmenes de Introducción a los Ordenadores

Asignatura: Introducció als Computadors, Profesor: Juan J. Navarro, Carrera: Enginyeria Informàtica, Universidad: UPC

Tipo: Resúmenes

2015/2016

Subido el 29/12/2016

marcgodinez
marcgodinez 🇪🇸

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6-SECUENCIALES
Los circuitos secuenciales tienen capacidad de memorizar información: las
salidas en un determinado momento dependen, no sólo de las entradas en
ese momento sino que dependen también del estado del circuito (la
información memorizada hasta ese momento). Estudiamos los circuitos
secuenciales síncronos, que tienen una señal de reloj que indica los
momentos concretos en los que se modica el estado del circuito.
Biestable D
Un biestable D es un dispositivo secuencial que costa de una entrada de
datos D y una salida Q, ambas de 1 bit. Además, como todo circuito
secuencial síncrono, tiene una entrada de reloj: Clk. Su función es muy
simple, cuando la señal de reloj pasa de 0 a 1 (se produce un anco
ascendente de reloj), el valor que se encuentra en ese momento en la
entrada D del biestable, aparece (por ahora digamos que
inmediatamente) en la salida Q, y ese valor permanece estable en la salida
hasta que se produzca otro anco ascendente de reloj, aunque mientras
tanto cambie el valor de la entrada D.
Reglas de interconexión de dispositivos combinacionales y
biestables.
Un circuito secuencial está formado por una red de dispositivos
combinacionales y biestables (o registros) conectados entre sí siguiendo
ciertas reglas, que vemos a continuación, para que el circuito sea válido. La
gura 6.11 muestra un ejemplo.
Reglas de interconexión de las señales de datos.
Las entradas del circuito tienen que conectarse con entradas de dispositivos
combinacionales y/o entradas de biestables. Las salidas de combinacionales
y biestables se tienen que conectar a entradas de combinacionales y/o
biestables y/o a las salidas del circuito. Además, todas las entradas de
todos los dispositivos tienen que tener un valor lógico (no pueden
estar “al aire”) y no se pueden conectar directamente dos salidas de
dos dispositivos. No obstante, lo que acabamos de decir se cumple
también para los circuitos combinacionales. ¿Cuál es la diferencia? La
diferencia es que ahora, en los circuitos secuenciales: sí que pueden
producirse ciclos, caminos cerrados que empiezan en un dispositivo y
terminan en el mismo dispositivo. Pero hay una restricción:
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6-SECUENCIALES

Los circuitos secuenciales tienen capacidad de memorizar información: las salidas en un determinado momento dependen, no sólo de las entradas en ese momento sino que dependen también del estado del circuito (la información memorizada hasta ese momento). Estudiamos los circuitos secuenciales síncronos, que tienen una señal de reloj que indica los momentos concretos en los que se modifica el estado del circuito.

Biestable D

Un biestable D es un dispositivo secuencial que costa de una entrada de datos D y una salida Q, ambas de 1 bit. Además, como todo circuito secuencial síncrono, tiene una entrada de reloj: Clk. Su función es muy simple, cuando la señal de reloj pasa de 0 a 1 (se produce un flanco ascendente de reloj), el valor que se encuentra en ese momento en la entrada D del biestable, aparece (por ahora digamos que inmediatamente) en la salida Q, y ese valor permanece estable en la salida hasta que se produzca otro flanco ascendente de reloj, aunque mientras tanto cambie el valor de la entrada D.

Reglas de interconexión de dispositivos combinacionales y biestables.

Un circuito secuencial está formado por una red de dispositivos combinacionales y biestables (o registros) conectados entre sí siguiendo ciertas reglas, que vemos a continuación, para que el circuito sea válido. La figura 6.11 muestra un ejemplo.

Reglas de interconexión de las señales de datos.

Las entradas del circuito tienen que conectarse con entradas de dispositivos combinacionales y/o entradas de biestables. Las salidas de combinacionales y biestables se tienen que conectar a entradas de combinacionales y/o biestables y/o a las salidas del circuito. Además, todas las entradas de todos los dispositivos tienen que tener un valor lógico (no pueden estar “al aire”) y no se pueden conectar directamente dos salidas de dos dispositivos. No obstante, lo que acabamos de decir se cumple también para los circuitos combinacionales. ¿Cuál es la diferencia? La diferencia es que ahora, en los circuitos secuenciales: sí que pueden producirse ciclos, caminos cerrados que empiezan en un dispositivo y terminan en el mismo dispositivo. Pero hay una restricción:

El camino cerrado tiene que atravesar al menos un biestable o registro (de lo contrario estaríamos haciendo un ciclo en un circuito combinacional y eso está prohibido). Reglas de interconexión de la señal de reloj. Siempre, en todos los circuitos secuenciales, incluido el computador, la señal de reloj (Clk) es una entrada al circuito que se conecta a todas las entradas de reloj de todos los biestables o registros del circuito. Tanto es así, que en ocasiones no dibujamos los cables de la señal de reloj, para no complicar el dibujo del esquema lógico, porque no aportan información ya que siempre están conectados de igual forma.

Estructura general de un circuito secuencial

Modelo de Mealy

Esquema lógico con un sólo bloque combinacional.

Esquema con dos bloques

Modelo de Moore

Para calcular el tiempo de propagación de un camino hay que tener en cuenta lo siguiente.

•De biestable a biestable.

En el tiempo del camino que sale de un biestable y llega a otro biestable hay que contabilizar el tiempo de propagación del biestable donde empieza el camino y acumular sobre este valor la suma de los tiempos de propagación de entrada-salida de cada uno de los dispositivos combinacionales por donde pasa el camino hasta llegar a la entrada de uno de los biestables de estado del circuito.

•De entrada a biestable.

En el tiempo de un camino que comienza en una entrada del circuito y llega a uno de sus biestables de estado hay que contabilizar el tiempo que tarda la entrada en

estabilizarse desde que se produce el flanco ascendente de reloj (este dato nos lo darán junto con el esquema del circuito) y acumular sobre este valor la suma de los tiempos de propagación de entrada-salida de cada uno de los dispositivos combinacionales por los que pasa el camino hasta llegar a la entrada de uno de los biestables de estado del circuito.

•De biestable a salida.

En el tiempo de un camino que sale de un biestable y termina en una salida del circuito, después de acumular sobre el tiempo de propagación del biestable donde empieza el camino la suma de los tiempos de propagación de entrada-salida de cada uno de los dispositivos combinacionales por los que pasa el camino hasta llegar a la salida hay que sumar el tiempo que tiene que estar estable la salida a su valor correcto antes de que llegue el flanco ascendente de reloj.