EELi02. Prof. Vinícius Valamiel

Transcrição

1 EELi2 Prof. Vinícius Valamiel

2 APLICAÇÕES DE CIRCUITOS SEUENCIAIS BÁSICOS (REGISTRADORES E CONTADORES)

3 REGISTRADORES DE DESLOCAMENTO (elemento de memória)

4 Circuitos Sequenciais Aplicação Registrador Serial/Paralelo:... In D S D J CLK CLK CLK CLK Out Clear Clock R CLR CLR CLR CLR K In é a informação que deseja-se armazenar de forma paralela inicio fim

5 Aplicação Registrador Paralelo/Serial: Circuitos Sequenciais I3 I2 I I DADOS I3I2II = A entrada IN deve ser conectada ao sinal de ENABLE ou ao sinal de ENTRADA SÉRIE? ENABLE = IN ENTRADA SÉRIE = Registrador Paralelo-Serial Saída Serial =

6 TRANSFERÊNCIA DE DADOS ENTRE REGISTRADORES

7 Paralelo/Paralelo

8 Série/Série

9

10 UNIDADES LÓGICAS ARITMÉTICAS

11 Circuitos Sequenciais Aplicação Registrador ULA: Sequência típica de uma ULA: () a unidade de controle recebe uma instrução determinando que um determinado valor na memória deve ser somado ao valor do acumulador; (2) o valor é transferido da memória para o registrado B; (3) os valores do acumulador e do registrador B são apresentados à lógica de adição que executa a soma e armazena o resultado no acumulador; (3) o resultado pode ser mantido no acumulador para operações subseqüentes ou ser transferido para a memória.

12 Aplicação Registrador ULA: Dados vindos da memória Registrador B Circuito Somador Registrador A

13 CONTADORES SEUENCIAIS ASSÍNCRONOS

14 CONTADORES DE PULSO

15 Analisando a saída do circuito, o que se pode afirmar sobre a funcionalidade do mesmo? Clock Reset T ck T 2 T Tck T ck CLR CLR CLR T Clock Reset 2

16 Crescentes Contadores de pulso assíncronos 2 A saída de um Flip-Flop é o clock do outro! Todos os FF estão sempre com a entrada= Clock Reset T ck T T Tck T ck CLR CLR CLR T Clock Reset Com 8 transições de CLK a seqüência nas saídas começam a repetir. 2 Contagem: inicio fim

17 Contadores de pulso assíncronos Circuito do contador crescente, mas utiliza as saídas inversas como 2 Decrescentes A saída de um Flip-Flop é o clock do outro! T ck T ck T ck Todos os FF estão sempre com a entrada = Circuito do contador crescente, mas os clocks são as saídas Decrescentes A saída de um Flip-Flop é o clock do outro! Todos os FF estão sempre com a entrada =

18 Clock Reset 2

19 CONTADORES CRESCENTES/DECRESCENTES

20 Contadores assíncronos crescentes/decrescentes A entrada de controle X atua como variável habilitadora! Se X =, o clock dos flip-flops subsequentes é alimentado com a saída do elemento anterior. Por equivalência, tem-se o circuito de um contador crescente. Se X =, o clock dos flip-flops subsequentes é alimentado com a saída do elemento anterior. Por equivalência, tem-se o circuito de um contador decrescente.

21 CONTADORES SEUENCIAIS < # < n

22 Contadores sequenciais de < # < n A saída de um Flip-Flop é o clock do outro! O comando de reset é o produto canônico que representa o número n +!

23 ATRASO DE PROPAGAÇÃO EM CONTADORES ASSÍNCRONOS

24 Atraso em contadores ondulantes assíncronos São o tipo mais simples de contadores binários Requerem poucos componentes para que uma determinada contagem seja produzida. Desvantagem consiste no princípio básico de operação Cada FF é disparado pela transição do FF precedente, mas existe um Tempo de atraso de propagação (tpd) que é o tempo que o FF demora para responder ao sinal de entrada Isso que implica que o segundo FF não responderá por um tempo t pd, após o primeiro FF receber uma transição ativa de clock Mesmo acontece do terceiro com relação ao segundo, etc.

25 Atraso em contadores ondulantes assíncronos O atraso de propagação é cumulativo e pode causar problemas em altas frequências. Se o período entre os pulsos de entrada é maior do que o atraso de propagação total do contador, os problemas podem ser evitados. Para o funcionamento adequado: T clock N x t pd Frequência máxima: F max = /N x t pd Onde N é o número de FF 3 x t pd 2 x t pd x t pd

26 Atraso em contadores ondulantes assíncronos

27 DIRETRIZES DE PROJETO DE CIRCUITOS SEUENCIAIS ASSÍNCRONOS (CONTADORES E REGISTRADORES) Como não há uma situação de sincronismo entre os flip-flops, a definição de uma sequência lógica e padronizada de variações de estado não é uma tarefa simples e óbvia. SOLUÇÃO Impor um sincronismo para que haja maior controle do sistema CUSTO Aumento da complexidade do circuito a ser implementado

28 COMPARAÇÃO DE CONTADORES DE PULSO ASSÍNCRONOS E SÍNCRONOS

29 Contadores Síncronos Entrada habilitadora de CLOCK é única e comum a todos os flip-flops A transição de estados ocorre simultaneamente para todos os flip flops

30 Contador de pulso assíncrono crescente A saída de um Flip-Flop é o clock do outro! Todos os FF estão sempre com a entrada= Clock Reset T ck T 2 T Tck T ck CLR CLR CLR T Clock Reset Com 8 transições de CLK a seqüência nas saídas começam a repetir. 2 Contagem: inicio fim

31 Contador de pulso síncrono crescente O clock é comum a todos os flip-flops! Clock Reset 2 Mesma função da configuração assíncrona, mas o circuito é mais complexo (mais portas lógicas)