Diseño de circuito de temporización de control de reloj
El diseño de circuitos lógicos temporizados comienza con un conjunto de especificaciones, seguidas de un diagrama lógico o una serie de funciones booleanas, a partir de las cuales se genera el diagrama lógico. La diferencia entre circuitos secuenciales y circuitos combinacionales es que los circuitos combinacionales están completamente definidos mediante tablas de verdad, mientras que los circuitos lógicos secuenciales deben definirse mediante tablas de estados. Por lo tanto, el primer paso en el diseño de circuitos secuenciales es obtener el estado u otra representación lógica, como un diagrama de estado que tenga la misma representación de información que el estado.
Los circuitos secuenciales síncronos están compuestos por flip-flops y puertas combinacionales. El diseño de circuito incluye la selección de flip-flops y el diseño de estructuras lógicas combinacionales para garantizar que el circuito compuesto por la estructura lógica combinacional y los flip-flops pueda alcanzar los objetivos esperados en la especificación estatal. El número mínimo de flip-flops requeridos está determinado por el número de estados del circuito; n flip-flops pueden representar 2^n estados binarios. Al calcular la ecuación de entrada y la ecuación de salida del flip-flop, se puede obtener el circuito combinacional a partir de la tabla de estados. De hecho, una vez que se determinan el tipo y el número de flip-flops, los pasos de diseño pasan del diseño de circuito secuencial al diseño de circuito combinacional. Con este enfoque, se pueden utilizar técnicas de diseño de circuitos combinacionales. Los pasos de diseño de circuito secuencial que se mencionan a continuación son similares a los pasos de diseño de circuito combinacional, pero requieren algunos pasos adicionales.
1. Especificación: Si no hay ninguna especificación, escriba primero la especificación del circuito.
2. Descripción del sistema: derivar un diagrama de estado o una tabla de estado basada en el planteamiento del problema.
3. Asignación de estados: si solo se puede obtener el diagrama de estados en el paso 1, obtenga la tabla de estados basada en el diagrama de estados. Y asigne un código binario a cada estado en la tabla de estados.
4. Obtenga la ecuación de entrada del disparador: seleccione uno o más tipos de disparadores y obtenga la ecuación de estado del disparador codificando el siguiente estado en la tabla de estados.
5. Obtener la ecuación de salida: Obtenga la ecuación de salida a través de la columna de señal de salida en la tabla de estado.
6. Optimización: Optimiza la ecuación de entrada y la ecuación de salida del disparador.
7. Mapeo del proceso: Dibujar el diagrama lógico del circuito formado por flip-flops, puertas Y, puertas O e inversores. Convierta este diagrama lógico en un nuevo diagrama lógico que consta de flip-flops y procesos de puerta válidos.
8. Verificación: Verificar la corrección del diseño final.
Por conveniencia, generalmente omitimos el paso 7, mapeo de procesos, y solo usamos flip-flops, puertas Y, O puertas e inversores en el esquema.