Circuite logice secventiale - Structura. Definitii. Clasificari

Circuite logice secventiale - Structura. Definitii. Clasificari

Spre deosebire de circuitele logice combinationale sistemele logice secventiale sunt circuite cu memorie: starea iesirilor unui circuit secvential la un moment de timp dat depinde nu numai de vectorul de intrare, ci si de starea circuitului la un moment de timp imediat anterior. Potrivit reprezentarii generale a sistemului logic secvential, facuta in figura 6.1, acesta poate fi considerat drept un circuit logic combinational cu reactie, starea iesirii registrului de memorie fiind considerata drept variabila de intrare in circuitul combinational. Modificarea starii sistemului si a iesirilor sale se face numai la momente de timp discrete determinate de T, tactul ce se aplica registrului de memorie.

Figura 6. . Structura unui circuit logic secvential

Marimile ce descriu evolutia unui sistem secvential sunt:

X ( x₁, x₂,.,x_m) - variabilele de intrare in sistem;

Y ( y₁, y₂,.,y_n) - variabilele de iesire;

Q ( q₁, q₂,.,q_m) - starile sistemului;

f: X x Q^t -> Q^t+1 - functia de definitie a starilor dependenta de intrari si de starea anterioara;

g: X x Q^t -> Y^t+1 - functia de tranzitie a iesirilor ce depind de intrari si de starea anterioara a sistemului.

Cu notatiile introduse un CLS poate fi exprimat sub forma unui cvintuplu:

CLS =(X,Y,Q,f,g)

Pentru cazul in care multimile X, Y, Q sunt finite, CLS-ul mai este denumit si automat finit sau FSM (Finite State Machine).

Circuitele secventiale pot sa fie asincrone si sincrone. Circuitul secvential la care starea urmatoare devine stare prezenta dupa un timp determinat de intarzierile datorate propagarilor interne este denumit circuit secvential asincron sau circuit functionand in mod fundamental. CLS-ul sincron se obtine din structura generala a unui CLS daca elementele de intarziere sunt substituite cu elemente de memorie. Bitii cuvantului starii urmatoare vor fi inscrisi in memorie numai in momentul aplicarii impulsurilor de tact (clock): t, t+1,.. Momentul inscrierii se considera fie frontul pozitiv T fie frontul negativ al impulsului de clock. Daca se considera perioada T a ceasului ca unitate de timp in functionarea CLS-ului, atunci variabila timp va avea numai valori discrete. Rezulta ca in modul de functionare sincron transferul pe bucla de reactie nu se realizeaza continuu, ca la modul de functionare asincron, ci numai in momente discrete, dictate de tact, bucla se conecteaza (se inchide). Aceasta functionare a circuitului sincron, de fapt in bucla deschisa, si inchiderea acesteia doar pentru aplicarea si mentinerea (memorarea) intrarilor secundare (stare prezenta) determina un regim de functionare stabil, fata de o functionare uneori instabila de la un circuit asincron.