Este documento presenta información sobre circuitos secuenciales. Introduce conceptos como cerrojos, flip-flops, señales de reloj y simulación de elementos de memoria. El objetivo es que los estudiantes aprendan a diseñar procesadores de propósito específico usando circuitos que pueden almacenar información temporalmente como cerrojos y flip-flops.
El documento describe los circuitos secuenciales y los sistemas de memoria. Explica que los circuitos secuenciales tienen memoria y que su salida depende no solo de las entradas actuales sino también de las entradas anteriores. Introduce los biestables como elementos clave de los circuitos secuenciales que almacenan los estados internos del sistema. Describe las diferencias entre sistemas secuenciales síncronos y asíncronos y cómo los biestables RS pueden implementarse de forma síncrona por nivel o por flanco para proporcionar mem
Este documento trata sobre circuitos secuenciales. Explica que estos circuitos pueden almacenar información en elementos de memoria y que sus salidas dependen tanto de las entradas actuales como de los estados anteriores debido a la retroalimentación. Describe que los circuitos secuenciales se definen por funciones de transición que indican cómo el estado y la salida cambian en función de las entradas y el estado actual. Finalmente, presenta algunos tipos comunes de flip-flops como los S-R, D y J-K y sus aplicaciones.
1. El documento describe un sistema de apertura de una caja fuerte mediante una combinación secreta introducida a través de dos teclas. Se propone diseñar un circuito secuencial que reconozca la combinación correcta de pulsaciones de teclas para abrir la caja durante 5 minutos.
2. Se presenta un ejercicio sobre diseño de circuitos secuenciales con dos entradas y una salida. El circuito debe dar salida alta sólo cuando ambas entradas estén a bajo habiendo estado también a bajo en el ciclo anterior.
3. Se pro
Este documento introduce los circuitos secuenciales. Explica que a diferencia de los circuitos
combinacionales, los circuitos secuenciales pueden almacenar información del pasado debido a que
tienen memoria. Describe dos modelos de circuitos secuenciales, el modelo de Moore y el modelo de
Mealy. También introduce conceptos clave para el análisis y diseño de circuitos secuenciales como
diagramas de estado, tablas de funcionamiento y multivibradores biestables o flip-flops.
Este documento describe diferentes tipos de divisores digitales, incluyendo divisores elementales basados en flip-flops y circuitos integrados como el 74LS93. Explica cómo los divisores funcionan para dividir la frecuencia de entrada mediante la repetición de la cuenta en un ciclo establecido. También cubre conceptos como contadores binarios vs decimales y diferentes aplicaciones de los divisores digitales.
Este documento describe los circuitos lógicos secuenciales, los cuales dependen de una secuencia establecida y requieren señales de reloj para producir cambios en sus salidas. Explica que están compuestos por un circuito combinacional y elementos de memoria como flip flops. Describe los tipos básicos de flip flops como RS, D, JK y sus funciones. Finalmente, indica que los sistemas secuenciales se encuentran en muchos dispositivos cotidianos como electrodomésticos donde se requiere almacenar parámetros u ofrec
Este documento presenta varios ejercicios relacionados con sistemas de control digital. Los ejercicios cubren temas como los tipos de sistemas de control continuo y digital, ejemplos de aplicaciones de control digital, y técnicas específicas como control adaptable y difuso. También incluye ejercicios sobre conceptos como muestreadores, convertidores analógicos-digitales, diseño de controladores digitales y más. El objetivo es que los estudiantes desarrollen y profundicen su comprensión de estos importantes temas de control
Este documento describe el diseño de máquinas de estados finitas (FSM) en VHDL. Explica los conceptos de máquinas de Moore y Mealy, y proporciona ejemplos de código VHDL para un contador BCD de Moore y un detector de secuencia de Mealy. También discute el uso de FSM como circuitos de control en sistemas más grandes.
El documento describe los circuitos secuenciales y los sistemas de memoria. Explica que los circuitos secuenciales tienen memoria y que su salida depende no solo de las entradas actuales sino también de las entradas anteriores. Introduce los biestables como elementos clave de los circuitos secuenciales que almacenan los estados internos del sistema. Describe las diferencias entre sistemas secuenciales síncronos y asíncronos y cómo los biestables RS pueden implementarse de forma síncrona por nivel o por flanco para proporcionar mem
Este documento trata sobre circuitos secuenciales. Explica que estos circuitos pueden almacenar información en elementos de memoria y que sus salidas dependen tanto de las entradas actuales como de los estados anteriores debido a la retroalimentación. Describe que los circuitos secuenciales se definen por funciones de transición que indican cómo el estado y la salida cambian en función de las entradas y el estado actual. Finalmente, presenta algunos tipos comunes de flip-flops como los S-R, D y J-K y sus aplicaciones.
1. El documento describe un sistema de apertura de una caja fuerte mediante una combinación secreta introducida a través de dos teclas. Se propone diseñar un circuito secuencial que reconozca la combinación correcta de pulsaciones de teclas para abrir la caja durante 5 minutos.
2. Se presenta un ejercicio sobre diseño de circuitos secuenciales con dos entradas y una salida. El circuito debe dar salida alta sólo cuando ambas entradas estén a bajo habiendo estado también a bajo en el ciclo anterior.
3. Se pro
Este documento introduce los circuitos secuenciales. Explica que a diferencia de los circuitos
combinacionales, los circuitos secuenciales pueden almacenar información del pasado debido a que
tienen memoria. Describe dos modelos de circuitos secuenciales, el modelo de Moore y el modelo de
Mealy. También introduce conceptos clave para el análisis y diseño de circuitos secuenciales como
diagramas de estado, tablas de funcionamiento y multivibradores biestables o flip-flops.
Este documento describe diferentes tipos de divisores digitales, incluyendo divisores elementales basados en flip-flops y circuitos integrados como el 74LS93. Explica cómo los divisores funcionan para dividir la frecuencia de entrada mediante la repetición de la cuenta en un ciclo establecido. También cubre conceptos como contadores binarios vs decimales y diferentes aplicaciones de los divisores digitales.
Este documento describe los circuitos lógicos secuenciales, los cuales dependen de una secuencia establecida y requieren señales de reloj para producir cambios en sus salidas. Explica que están compuestos por un circuito combinacional y elementos de memoria como flip flops. Describe los tipos básicos de flip flops como RS, D, JK y sus funciones. Finalmente, indica que los sistemas secuenciales se encuentran en muchos dispositivos cotidianos como electrodomésticos donde se requiere almacenar parámetros u ofrec
Este documento presenta varios ejercicios relacionados con sistemas de control digital. Los ejercicios cubren temas como los tipos de sistemas de control continuo y digital, ejemplos de aplicaciones de control digital, y técnicas específicas como control adaptable y difuso. También incluye ejercicios sobre conceptos como muestreadores, convertidores analógicos-digitales, diseño de controladores digitales y más. El objetivo es que los estudiantes desarrollen y profundicen su comprensión de estos importantes temas de control
Este documento describe el diseño de máquinas de estados finitas (FSM) en VHDL. Explica los conceptos de máquinas de Moore y Mealy, y proporciona ejemplos de código VHDL para un contador BCD de Moore y un detector de secuencia de Mealy. También discute el uso de FSM como circuitos de control en sistemas más grandes.
Este documento describe el desarrollo de un semáforo utilizando un circuito lógico secuencial con un temporizador 555, flip-flops JK 74LS73 y diodos LED en un protoboard. Explica los componentes del circuito, como el temporizador 555, los flip-flops JK y los diodos LED, y describe el funcionamiento del semáforo a través de una tabla de estados y mapas de Karnaugh. También incluye un marco teórico sobre circuitos secuenciales, biestables y tipos de basculas.
Este documento presenta el tema 6 sobre diseño secuencial con contadores y registros. Introduce conceptos como biestables D, T y J-K y el procedimiento general de síntesis secuencial. Explica la representación de autómatas con matrices de transición y funcionales y cómo sintetizarlos con PLDs. Además, cubre el diseño de contadores asíncronos y síncronos y el uso de registros de desplazamiento.
Este documento describe los sistemas dinámicos de segundo orden y cómo modelar procesos como sistemas de orden superior. Explica que un sistema de segundo orden tiene una salida descrita por una ecuación diferencial de segundo orden. Luego describe cómo modelar sistemas de tanques en serie como sistemas de segundo y tercer orden, así como sistemas interactivos de tanques. Finalmente, deriva las funciones de transferencia para estos sistemas.
Este documento presenta los fundamentos teóricos de los circuitos secuenciales y describe dos experimentos para implementar circuitos con flip flops JK. En el primer experimento, el circuito cambia de estado secuencialmente y la salida depende de los estados previos y las entradas actuales. En el segundo experimento, el circuito cuenta de 0 a 7 en un codificador BCD. El documento incluye diagramas de estados, tablas de estados y transiciones, y mapas de Karnaugh para analizar el funcionamiento de ambos circuitos.
Este documento describe los conceptos fundamentales relacionados con el diseño de sistemas secuenciales, incluyendo máquinas de estados finitos, autómatas de Moore y Mealy, diagramas y tablas de estados, y el proceso de diseño de un sistema secuencial mediante la especificación de sus estados, transiciones, y funciones de salida y transición. También incluye un ejemplo detallado que ilustra cada paso del proceso de diseño para un sistema concreto.
Este documento describe la diferencia entre circuitos combinacionales y secuenciales. Explica que los circuitos combinacionales producen una salida instantánea basada solo en las entradas actuales, mientras que los circuitos secuenciales pueden almacenar información del estado previo usando dispositivos de memoria como flip-flops. También clasifica los circuitos secuenciales en síncronos y asíncronos dependiendo de si usan o no un reloj para controlar los cambios de estado.
Este documento describe elementos electrónicos digitales secuenciales como biestables, contadores, registros de desplazamiento y memorias. Explica cómo los biestables RS, JK, T y D almacenan un bit de información y cómo los contadores y registros de desplazamiento utilizan biestables para almacenar y procesar datos de manera secuencial. También describe la estructura básica de una celda de memoria RAM que permite la escritura y lectura de datos.
Este documento trata sobre circuitos lógicos secuenciales. Introduce los conceptos de circuito secuencial, la necesidad de memoria y sincronización, y describe elementos de memoria como latches y flip-flops. Además, explica conceptos como máquinas de estado, análisis y síntesis de circuitos secuenciales.
Este documento describe una práctica de laboratorio sobre flip-flops asíncronos y circuitos de reloj realizada por tres estudiantes de ingeniería. La práctica incluyó el diseño de flip-flops SC, JK y D usando compuertas NAND, así como circuitos monoestables y astables utilizando el integrado 555. Los estudiantes concluyeron que es importante comprender el funcionamiento básico de los flip-flops para diseñar dispositivos de mayor memoria como registros y memorias.
Este documento describe máquinas de estado, incluyendo su definición, clasificación y análisis y diseño de máquinas de estado síncronas. Explica que las máquinas de estado son circuitos secuenciales con un número determinado de estados posibles y que pueden ser retroalimentados o temporizados con una señal de reloj. Además, clasifica las máquinas de estado en síncronas y asincrónicas y según si sus salidas dependen solo del estado actual (Moore) o también de las entradas (Mealy). Finalmente,
Este documento describe máquinas de estado finito (FSM), que son circuitos secuenciales cuyo comportamiento se puede representar mediante un número finito de estados. Explica que las FSM se implementan utilizando lógica combinacional y flip-flops, y que su diseño involucra determinar los estados y transiciones entre ellos en un diagrama de estado, y traducir esto a una tabla de estado. Luego, asigna valores binarios a los estados, diseña circuitos combinacionales para la salida y próximo estado, y usa esto para implementar un
Este documento presenta varios ejercicios resueltos sobre cadenas de Markov. El primer ejercicio modela el clima de un pueblo como una cadena de Markov de dos estados, soleado y nublado. El segundo ejercicio modela los movimientos de un ascensor entre tres pisos como una cadena de Markov. El tercer ejercicio modela los desplazamientos de un agente comercial entre tres ciudades. Los ejercicios incluyen calcular matrices de probabilidad de transición y determinar estados estables a largo plazo.
Este documento trata sobre circuitos secuenciales y sus componentes. Explica que los circuitos secuenciales requieren dispositivos de memoria como retardadores o flip-flops para mantener su estado a través del tiempo. También describe varios tipos de circuitos como el 555, circuitos combinacionales como multiplexores y demultiplexores, y las diferencias entre máquinas secuenciales asincrónicas y sincrónicas.
Detector de secuencia no solapada 1011 empleando PLAMarc Tena Gil
Detector de la secuencia no solapada “1011” con reset asíncrono y latches D dinámicos. Diseño completo a nivel microelectrónico (full-custom) empleando la herramienta de diseño CADENCE.
Full-custom design. 1011 non-overlaping sequence detector with an asyncronous reset and dynamic D-latches using CADENCE tool
Aplicacion de una EDO de segundo grado a los circuitos en serieCabphialmen Boundless
Este documento describe la resolución de una ecuación diferencial de segundo orden mediante el uso de MATLAB para simular un circuito RLC en serie. Se define una función en MATLAB para calcular los valores de la carga y la corriente en el circuito basado en la ecuación diferencial, las condiciones iniciales y el generador de señal. La función resuelve la ecuación usando el método numérico ode45 y grafica los resultados.
Este documento trata sobre los circuitos secuenciales síncronos. Explica la estructura general de los circuitos secuenciales, incluyendo un bloque combinacional y un bloque de memoria. También describe los tipos de circuitos secuenciales síncronos y asíncronos, y cómo los circuitos síncronos usan una señal de reloj para controlar los cambios de estado. Finalmente, introduce los conceptos de autómatas de Mealy y Moore como modelos para representar y analizar circuitos secuenciales síncronos.
Este documento describe el diseño de un circuito detector de secuencia para reconocer la secuencia binaria 1101. Se comenzó con un diagrama de estados y tablas de Karnaugh para sintetizar el circuito. Una vez construido, se obtuvo un diagrama de tiempos que muestra el comportamiento del circuito. Sin embargo, el circuito no respetaba completamente la señal de reloj debido a que era una máquina Mealy. Para solucionar esto, la salida se moverá a un flip-flop para convertirlo en una máqu
Los flip-flops (FF) son dispositivos de almacenamiento de un bit que pueden mantener un estado alto o bajo. Existen diferentes tipos de FF como asincrónicos (RS, JK) y síncronos (D) que varían en sus entradas pero todos permiten almacenar información digital. Los FF se utilizan ampliamente en electrónica para aplicaciones como memoria, registros y contadores.
Este documento presenta 8 problemas de ingeniería química relacionados con sistemas dinámicos de primer orden. Los problemas cubren una variedad de temas como mezclado, reacciones químicas, tanques, calentamiento y destilación. Se pide desarrollar funciones de transferencia y diagramas de bloques para cada sistema y analizar su comportamiento dinámico.
Este documento describe los tipos de circuitos lógicos combinacionales y secuenciales. Explica que los circuitos secuenciales tienen memoria y sus salidas dependen de las entradas actuales y de estados previos, mientras que los circuitos combinacionales no tienen memoria y sus salidas solo dependen de las entradas actuales. También describe los fundamentos de la memoria, incluyendo circuitos como el latch y cómo se pueden combinar elementos de memoria para crear circuitos más complejos como contadores.
Este documento describe un proyecto de laboratorio sobre circuitos secuenciales utilizando flip-flops. El proyecto incluye objetivos como obtener las tablas de verdad de los flip-flops RS y D, estudiar su funcionamiento y observar el efecto del reloj. Se realizan actividades como implementar flip-flops básicos, estudiar su uso como divisores de frecuencia y contadores, y como pulsador start/stop. Las conclusiones indican que los flip-flops son celdas binarias capaces de almacenar información y tienen dos estados
Este documento presenta información sobre flip-flops. Explica que los flip-flops son dispositivos de memoria básicos que pueden almacenar un bit de información y tienen dos estados estables. También describe diferentes tipos de flip-flops como JK, D y RS. Además, detalla algunas aplicaciones comunes de los flip-flops como divisores de frecuencia, contadores y circuitos de encendido/apagado. El documento incluye tablas de verdad y diagramas de tiempo para los diferentes tipos de flip-flops.
Este documento describe el desarrollo de un semáforo utilizando un circuito lógico secuencial con un temporizador 555, flip-flops JK 74LS73 y diodos LED en un protoboard. Explica los componentes del circuito, como el temporizador 555, los flip-flops JK y los diodos LED, y describe el funcionamiento del semáforo a través de una tabla de estados y mapas de Karnaugh. También incluye un marco teórico sobre circuitos secuenciales, biestables y tipos de basculas.
Este documento presenta el tema 6 sobre diseño secuencial con contadores y registros. Introduce conceptos como biestables D, T y J-K y el procedimiento general de síntesis secuencial. Explica la representación de autómatas con matrices de transición y funcionales y cómo sintetizarlos con PLDs. Además, cubre el diseño de contadores asíncronos y síncronos y el uso de registros de desplazamiento.
Este documento describe los sistemas dinámicos de segundo orden y cómo modelar procesos como sistemas de orden superior. Explica que un sistema de segundo orden tiene una salida descrita por una ecuación diferencial de segundo orden. Luego describe cómo modelar sistemas de tanques en serie como sistemas de segundo y tercer orden, así como sistemas interactivos de tanques. Finalmente, deriva las funciones de transferencia para estos sistemas.
Este documento presenta los fundamentos teóricos de los circuitos secuenciales y describe dos experimentos para implementar circuitos con flip flops JK. En el primer experimento, el circuito cambia de estado secuencialmente y la salida depende de los estados previos y las entradas actuales. En el segundo experimento, el circuito cuenta de 0 a 7 en un codificador BCD. El documento incluye diagramas de estados, tablas de estados y transiciones, y mapas de Karnaugh para analizar el funcionamiento de ambos circuitos.
Este documento describe los conceptos fundamentales relacionados con el diseño de sistemas secuenciales, incluyendo máquinas de estados finitos, autómatas de Moore y Mealy, diagramas y tablas de estados, y el proceso de diseño de un sistema secuencial mediante la especificación de sus estados, transiciones, y funciones de salida y transición. También incluye un ejemplo detallado que ilustra cada paso del proceso de diseño para un sistema concreto.
Este documento describe la diferencia entre circuitos combinacionales y secuenciales. Explica que los circuitos combinacionales producen una salida instantánea basada solo en las entradas actuales, mientras que los circuitos secuenciales pueden almacenar información del estado previo usando dispositivos de memoria como flip-flops. También clasifica los circuitos secuenciales en síncronos y asíncronos dependiendo de si usan o no un reloj para controlar los cambios de estado.
Este documento describe elementos electrónicos digitales secuenciales como biestables, contadores, registros de desplazamiento y memorias. Explica cómo los biestables RS, JK, T y D almacenan un bit de información y cómo los contadores y registros de desplazamiento utilizan biestables para almacenar y procesar datos de manera secuencial. También describe la estructura básica de una celda de memoria RAM que permite la escritura y lectura de datos.
Este documento trata sobre circuitos lógicos secuenciales. Introduce los conceptos de circuito secuencial, la necesidad de memoria y sincronización, y describe elementos de memoria como latches y flip-flops. Además, explica conceptos como máquinas de estado, análisis y síntesis de circuitos secuenciales.
Este documento describe una práctica de laboratorio sobre flip-flops asíncronos y circuitos de reloj realizada por tres estudiantes de ingeniería. La práctica incluyó el diseño de flip-flops SC, JK y D usando compuertas NAND, así como circuitos monoestables y astables utilizando el integrado 555. Los estudiantes concluyeron que es importante comprender el funcionamiento básico de los flip-flops para diseñar dispositivos de mayor memoria como registros y memorias.
Este documento describe máquinas de estado, incluyendo su definición, clasificación y análisis y diseño de máquinas de estado síncronas. Explica que las máquinas de estado son circuitos secuenciales con un número determinado de estados posibles y que pueden ser retroalimentados o temporizados con una señal de reloj. Además, clasifica las máquinas de estado en síncronas y asincrónicas y según si sus salidas dependen solo del estado actual (Moore) o también de las entradas (Mealy). Finalmente,
Este documento describe máquinas de estado finito (FSM), que son circuitos secuenciales cuyo comportamiento se puede representar mediante un número finito de estados. Explica que las FSM se implementan utilizando lógica combinacional y flip-flops, y que su diseño involucra determinar los estados y transiciones entre ellos en un diagrama de estado, y traducir esto a una tabla de estado. Luego, asigna valores binarios a los estados, diseña circuitos combinacionales para la salida y próximo estado, y usa esto para implementar un
Este documento presenta varios ejercicios resueltos sobre cadenas de Markov. El primer ejercicio modela el clima de un pueblo como una cadena de Markov de dos estados, soleado y nublado. El segundo ejercicio modela los movimientos de un ascensor entre tres pisos como una cadena de Markov. El tercer ejercicio modela los desplazamientos de un agente comercial entre tres ciudades. Los ejercicios incluyen calcular matrices de probabilidad de transición y determinar estados estables a largo plazo.
Este documento trata sobre circuitos secuenciales y sus componentes. Explica que los circuitos secuenciales requieren dispositivos de memoria como retardadores o flip-flops para mantener su estado a través del tiempo. También describe varios tipos de circuitos como el 555, circuitos combinacionales como multiplexores y demultiplexores, y las diferencias entre máquinas secuenciales asincrónicas y sincrónicas.
Detector de secuencia no solapada 1011 empleando PLAMarc Tena Gil
Detector de la secuencia no solapada “1011” con reset asíncrono y latches D dinámicos. Diseño completo a nivel microelectrónico (full-custom) empleando la herramienta de diseño CADENCE.
Full-custom design. 1011 non-overlaping sequence detector with an asyncronous reset and dynamic D-latches using CADENCE tool
Aplicacion de una EDO de segundo grado a los circuitos en serieCabphialmen Boundless
Este documento describe la resolución de una ecuación diferencial de segundo orden mediante el uso de MATLAB para simular un circuito RLC en serie. Se define una función en MATLAB para calcular los valores de la carga y la corriente en el circuito basado en la ecuación diferencial, las condiciones iniciales y el generador de señal. La función resuelve la ecuación usando el método numérico ode45 y grafica los resultados.
Este documento trata sobre los circuitos secuenciales síncronos. Explica la estructura general de los circuitos secuenciales, incluyendo un bloque combinacional y un bloque de memoria. También describe los tipos de circuitos secuenciales síncronos y asíncronos, y cómo los circuitos síncronos usan una señal de reloj para controlar los cambios de estado. Finalmente, introduce los conceptos de autómatas de Mealy y Moore como modelos para representar y analizar circuitos secuenciales síncronos.
Este documento describe el diseño de un circuito detector de secuencia para reconocer la secuencia binaria 1101. Se comenzó con un diagrama de estados y tablas de Karnaugh para sintetizar el circuito. Una vez construido, se obtuvo un diagrama de tiempos que muestra el comportamiento del circuito. Sin embargo, el circuito no respetaba completamente la señal de reloj debido a que era una máquina Mealy. Para solucionar esto, la salida se moverá a un flip-flop para convertirlo en una máqu
Los flip-flops (FF) son dispositivos de almacenamiento de un bit que pueden mantener un estado alto o bajo. Existen diferentes tipos de FF como asincrónicos (RS, JK) y síncronos (D) que varían en sus entradas pero todos permiten almacenar información digital. Los FF se utilizan ampliamente en electrónica para aplicaciones como memoria, registros y contadores.
Este documento presenta 8 problemas de ingeniería química relacionados con sistemas dinámicos de primer orden. Los problemas cubren una variedad de temas como mezclado, reacciones químicas, tanques, calentamiento y destilación. Se pide desarrollar funciones de transferencia y diagramas de bloques para cada sistema y analizar su comportamiento dinámico.
Este documento describe los tipos de circuitos lógicos combinacionales y secuenciales. Explica que los circuitos secuenciales tienen memoria y sus salidas dependen de las entradas actuales y de estados previos, mientras que los circuitos combinacionales no tienen memoria y sus salidas solo dependen de las entradas actuales. También describe los fundamentos de la memoria, incluyendo circuitos como el latch y cómo se pueden combinar elementos de memoria para crear circuitos más complejos como contadores.
Este documento describe un proyecto de laboratorio sobre circuitos secuenciales utilizando flip-flops. El proyecto incluye objetivos como obtener las tablas de verdad de los flip-flops RS y D, estudiar su funcionamiento y observar el efecto del reloj. Se realizan actividades como implementar flip-flops básicos, estudiar su uso como divisores de frecuencia y contadores, y como pulsador start/stop. Las conclusiones indican que los flip-flops son celdas binarias capaces de almacenar información y tienen dos estados
Este documento presenta información sobre flip-flops. Explica que los flip-flops son dispositivos de memoria básicos que pueden almacenar un bit de información y tienen dos estados estables. También describe diferentes tipos de flip-flops como JK, D y RS. Además, detalla algunas aplicaciones comunes de los flip-flops como divisores de frecuencia, contadores y circuitos de encendido/apagado. El documento incluye tablas de verdad y diagramas de tiempo para los diferentes tipos de flip-flops.
Este informe describe el funcionamiento de los flip-flops. Los flip-flops son dispositivos de almacenamiento binario que tienen dos estados estables y son utilizados para construir circuitos secuenciales. Se clasifican los flip-flops en síncronos y asíncronos. Se estudian los flip-flops J-K, SR, D y T, incluyendo sus tablas de verdad, diagramas de tiempo y símbolos. Finalmente, se realizan prácticas utilizando flip-flops para funciones como divisores de frecuencia y contadores.
Este documento describe la simulación de un contador ascendente-descendente de 0 a 7 usando flip-flops tipo D y displays de 7 segmentos. Explica el funcionamiento de los flip-flops D, el decodificador 4511 y los displays de 7 segmentos. Luego presenta la tabla de estados, la simplificación del circuito y la simulación del contador ascendente-descendente de 0 a 7. Finalmente concluye reforzando conocimientos sobre los circuitos secuenciales y la interpretación de datasheets.
Este documento introduce los circuitos lógicos secuenciales. Explica que estos circuitos necesitan memoria y sincronización debido a que sus salidas dependen de valores pasados y presentes de entrada. Describe elementos de memoria como latches y flip-flops y cómo se usan para almacenar estados. También introduce máquinas de estados y conceptos como análisis y síntesis de circuitos secuenciales.
Este documento describe el funcionamiento de los flip-flops y sus aplicaciones en circuitos digitales. Explica que los flip-flops son circuitos biestables capaces de almacenar un bit de información de forma indefinida y son usados para dividir frecuencia, contar, y almacenar datos temporales. También presenta ejemplos prácticos de su uso en divisores de frecuencia, contadores y pulsadores.
Este documento describe un proyecto sobre flip flops realizado por un estudiante. Explica que los flip flops son circuitos secuenciales capaces de almacenar datos de forma indefinida y que pueden construirse con compuertas NAND o NOR. También describe varios tipos de flip flops como JK, SR, D y T. El proyecto incluye actividades prácticas para estudiar el funcionamiento básico y aplicaciones de los flip flops como divisores de frecuencia y contadores.
El documento describe los métodos para diseñar circuitos neumáticos, incluyendo el método intuitivo y los pasos para diseñar un circuito básico con un cilindro de simple efecto usando FluidSim. También se mencionan elementos adicionales como temporizadores y detectores de posición que pueden añadirse para expandir las funcionalidades del circuito.
[1] El documento describe los tipos y funciones básicas de los flip-flops, circuitos digitales que se usan para almacenar datos binarios. [2] Explica que los flip-flops sincrónicos requieren una entrada de reloj, mientras que los asíncronos solo tienen entradas de control. [3] El trabajo práctico incluye el estudio de flip-flops J-K, SR, D y T a través de tablas de verdad y diagramas.
Este documento presenta un proyecto de laboratorio sobre flip-flops. El objetivo es obtener las tablas de verdad de los flip-flops RS y D, estudiar su funcionamiento y observar el efecto del reloj. Se realizarán prácticas con flip-flops construidos con compuertas lógicas y el chip 74LS14 para dividir frecuencia, contar y funcionar como pulsador start/stop.
Este documento presenta un proyecto de laboratorio sobre flip-flops. El objetivo es obtener las tablas de verdad de los flip-flops RS y D, estudiar su funcionamiento y observar el efecto del reloj. Se requiere material como LEDs, compuertas lógicas y chips flip-flop. Las actividades incluyen construir circuitos básicos de flip-flop, estudiar su uso como divisor de frecuencia y contador, y analizar su comportamiento.
Este documento describe un experimento para implementar una memoria SRAM6116. Se escribieron palabras en la memoria y se utilizó un contador para mostrar las palabras almacenadas en el display de 7 segmentos. Se comprobaron los ciclos de lectura y escritura de la memoria SRAM y se aplicaron buffers triestado durante el ciclo de escritura.
Los circuitos secuenciales utilizan elementos de memoria como los flip-flops para almacenar datos. El documento describe un proyecto de laboratorio sobre flip-flops que incluye objetivos como obtener tablas de verdad y estudiar el funcionamiento de flip-flops RS, D, y JK. El proyecto involucra montajes de circuitos usando flip-flops para funciones como división de frecuencia y conteo binario.
Lógica secuencial asignatura electrónica digital para ingeniería electromecánicaIsrael Magaña
Introducción a la lógica secuencial y su comparación con la lógica combinacional para la asignatura de electrónica digital, tema introductorio previo a los flip flops
Este documento presenta un informe de prácticas sobre flip flops. Explica que los flip flops son circuitos binarios que pueden almacenar 1 bit de información y están compuestos de entradas como J y K y salidas como Q y Q'. Describe varios tipos de flip flops como JK, D y T y sus tablas de verdad. También detalla experimentos realizados con flip flops para dividir frecuencia, contar y funcionar como un interruptor de encendido/apagado.
Este documento describe el diseño de un circuito digital que simula una chapa de control. El circuito utiliza flip-flops JK y compuertas lógicas para detectar una secuencia específica de cuatro dígitos ingresados y activar una salida. El circuito fue implementado físicamente y simulado en software para verificar su funcionamiento correcto.
Este documento describe circuitos lógicos combinacionales y secuenciales. Explica que los circuitos digitales se clasifican en circuitos de lógica combinacional y secuencial. La lógica combinacional genera una salida en respuesta a las entradas sin capacidad de almacenamiento, mientras que la lógica secuencial puede almacenar o eliminar datos en una secuencia definida. Luego describe flip-flops, circuitos lógicos secuenciales básicos formados por compuertas NAND o NOR que pueden almacenar un bit en
Este documento trata sobre latches y flip-flops. Explica la diferencia entre circuitos secuenciales asíncronos y síncronos, y analiza los diferentes tipos de latches y flip-flops como SR, D, JK y T. También describe cómo analizar circuitos secuenciales obteniendo ecuaciones de estado, tablas de estados y diagramas de estados.
Este documento describe cómo diseñar máquinas de estado tipo Moore y Mealy usando flip-flops y compuertas lógicas. Explica la diferencia entre máquinas de Moore y Mealy, y proporciona un ejemplo de diseño de una máquina de Mealy basada en un contador ascendente/descendente 3 bits implementado como máquina de Moore. El objetivo es aplicar estas técnicas de diseño de máquinas de estado para analizar su funcionamiento.
Este documento presenta conceptos fundamentales de la termodinámica como sistemas cerrados y abiertos, principio de incremento de entropía y mecanismos de transferencia de calor como conducción, convección y radiación. También describe ecuaciones para modelar la difusión térmica en coordenadas cartesianas, cilíndricas y esféricas, así como condiciones iniciales y de frontera como Dirichlet, Neumann y Robin.
Este documento presenta información sobre sistemas numéricos y códigos binarios. Introduce los objetivos del tema, que incluyen entender cómo se representa la información digitalmente, conocer distintos códigos binarios y aplicar la aritmética binaria. Explica que la información debe ser convertida a señales digitales binarias antes de ser procesada por un sistema computacional, a través de un proceso de conversión analógico a digital que incluye muestreo, cuantización y codificación.
El documento presenta las razones por las cuales es necesario saber diseño lógico. Explica que el diseño lógico es importante para el nivel académico de un ingeniero, para tener conocimientos generales sobre la evolución de los sistemas digitales, y por el interés creciente en los sistemas embebidos debido a tendencias como Internet de las Cosas e inteligencia artificial.
Este documento presenta una introducción a los circuitos combinacionales. Se divide en cuatro secciones principales: 1) introducción, 2) modelado analítico de circuitos lógicos combinacionales, 3) simulación de circuitos lógicos combinacionales y 4) bloques combinacionales. La segunda sección explica cómo modelar analíticamente un circuito lógico mediante tablas de verdad, funciones booleanas y su implementación con compuertas lógicas. Se incluyen ejemplos como un circuito mayoría y complemento a uno.
El documento resume las propiedades y microestructuras del sistema de aleación binario Fe-C. Explica que la ferrita y la austenita son las fases dominantes y cómo la cantidad de carbono afecta la microestructura. También describe los tratamientos térmicos comunes como templado y revenido y cómo afectan las propiedades mecánicas de los aceros.
Los materiales cerámicos se componen de metales o semimetales combinados con no metales. Se utilizan materias primas como arcilla, sílice y feldespato que se mezclan, moldean y endurecen con calor. El proceso incluye trituración, molienda, tamizado, mezclado, secado y cocción a altas temperaturas para darles su forma y resistencia final. Existen cerámicos tradicionales y avanzados para usos específicos en ingeniería.
Los polímeros son macromoléculas formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros. Existen polímeros naturales, semisintéticos y sintéticos, y se clasifican según su origen, mecanismo de polimerización y comportamiento térmico. Los plásticos, fibras y elastómeros son algunas aplicaciones de los polímeros. Se fabrican mediante procesos como extrusión, inyección, soplado o termoformado, y se usan en diversos productos después de someter
Este documento describe los procesos de manufactura de varios metales como el cobre, aluminio, níquel y titanio. Explica los procesos de extracción, refinación y producción de estos metales. También cubre temas como el trabajo en caliente y en frío de los metales, tratamientos adicionales, procesos de manufactura, aplicaciones, especificaciones de calidad y acabados. Finalmente, discute los controles de calidad y normas aplicables como ISO 9001 y ASTM.
Este documento trata sobre los materiales compuestos. Explica que estos materiales están formados por dos o más materiales distintos sin reacción química entre ellos. Describe los dos componentes principales de un material compuesto: la matriz que actúa como aglutinante y el refuerzo que es el elemento resistente. También clasifica los diferentes tipos de materiales compuestos y resume los procesos de fabricación de neumáticos y las ventajas y desventajas de reciclar neumáticos usados.
Este documento contiene varios problemas matemáticos y lógicos, incluyendo: 1) una secuencia numérica donde cada número se obtiene sumando 12 al anterior y restando 1, 2) una tabla de sumas, 3) una fórmula para encontrar la suma de números entre un rango, y 4) ejercicios adicionales de adición, resta, división y secuencias numéricas.
presentacion de aceros, materiales en ingeniería UAM AZC
El documento describe los diversos usos del acero en la vida cotidiana. Explica que el acero se puede encontrar en automóviles, edificios, transporte y envases de alimentos debido a su resistencia, ligereza, durabilidad y reciclabilidad. También describe que el acero continúa revolucionando la forma en que vivimos a través de aplicaciones como materiales para gafas, construcción y naves espaciales. Finalmente, resume los principales tipos de fundiciones y tratamientos térmicos y mecánicos utilizados en el acero.
El módulo de Young mide la resistencia de un material a la deformación elástica y determina si un material es rígido o flexible. Los materiales rígidos como el diamante tienen un alto módulo de Young y cambian poco de forma bajo carga, mientras que los materiales flexibles como el caucho tienen un bajo módulo de Young y cambian más de forma. La tenacidad mide la energía que puede absorber un material antes de romperse, y los materiales tenaces como el acero requieren más energía para romperse que los materiales frá
Este documento describe los detalles de un proyecto de construcción de una carretera. Explica los materiales que se usarán, como concreto y asfalto, el trazado de la ruta de 10 millas, y un cronograma tentativo de 18 meses para completar el proyecto.
Resendiz el rompecabezas_de_la_ingenieria_vii_v3UAM AZC
Este documento describe las diferencias entre el conocimiento científico y el conocimiento empírico, y cómo ambos han contribuido al desarrollo de la ingeniería. Explica que antes de la ciencia moderna, la ingeniería se basaba en el conocimiento empírico adquirido a través de la práctica. Aunque la ciencia ahora es la principal fuente de conocimiento, la experiencia sigue siendo valiosa. Ambos tipos de conocimiento se derivan de la observación y experimentación, pero difieren en su grado de generalización y confirmación.
El documento describe las etapas clave del proceso de diseño de ingeniería, incluyendo el análisis del problema, la identificación de objetivos, la especificación de requisitos, el desarrollo y análisis de conceptos, la especificación de la solución, la producción y el lanzamiento al mercado. El proceso busca desarrollar soluciones creativas a problemas identificados y asegurar que el producto final satisfaga las especificaciones y sea aceptado por los consumidores.
Este documento presenta 8 preguntas generadoras sobre los métodos de la ingeniería. Las preguntas se refieren a las características de los métodos, las etapas del diseño, la relación entre sistemas, modelos y la ingeniería, las diferencias entre el método científico y el de la ingeniería, y el papel de la resolución de problemas en la ingeniería.
Este documento introduce los conceptos fundamentales de sistemas e ingeniería. Explica que un sistema se compone de elementos interrelacionados que forman un todo indivisible. También define conceptos como subsistemas, estados de un sistema, sistemas abiertos y cerrados, y modelado de sistemas. Finalmente, describe los usos de los modelos para pensar, comunicar, predecir y controlar sistemas complejos en ingeniería.
1. Introduccion a las excavaciones subterraneas (1).pdfraulnilton2018
Cuando las excavaciones subterráneas son desarrolladas de manera artesanal, se conceptúa a la excavación como el “ que es una labor efectuada con la mínima sección posible de excavación, para permitir el tránsito del hombre o de
cémilas para realizar la extracción del material desde el
frontón hasta la superficie
Cuando las excavaciones se ejecutan controlando la sección de excavación, de manera que se disturbe lo menos posible la
roca circundante considerando la vida útil que se debe dar a la roca, es cuando aparece el
concepto de “ que abarca,
globalmente, al proceso de excavación, control de la periferia, sostenimiento, revestimiento y consolidación de la excavación
Aletas de Transferencia de Calor o Superficies Extendidas.pdfJuanAlbertoLugoMadri
Se hablara de las aletas de transferencia de calor y superficies extendidas ya que son muy importantes debido a que son estructuras diseñadas para aumentar el calor entre un fluido, un sólido y en qué sitio son utilizados estos materiales en la vida cotidiana
ESPERAMOS QUE ESTA INFOGRAFÍA SEA UNA HERRAMIENTA ÚTIL Y EDUCATIVA QUE INSPIRE A MÁS PERSONAS A ADENTRARSE EN EL APASIONANTE CAMPO DE LA INGENIERÍA CIVIŁ. ¡ACOMPAÑANOS EN ESTE VIAJE DE APRENDIZAJE Y DESCUBRIMIENTO
2. Introducción
Contenido Casa abierta al tiempo
1 Introducción
2 Cerrojos
3 Flip-flops
4 Simulación de cerrojos y biestables
5 Arreglos de elementos de memoria
6 Máquinas de estado finito
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 2
3. Introducción
Contexto tecnológico Casa abierta al tiempo
Observación
Los sistemas digitales que usamos
cotidianamente tiene la capacidad de
retener información temporalmente,
e.g. con una calculadora no tenemos
que dejar apretados los botones que
oprimimos porque la calculadora los
guarda en memoria.
3
6
AC
C 9
2
5
8
1
4
7
=
+
-
0
-100
Calculador maizoro.
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 3
4. Introducción
Circuitos secuenciales Casa abierta al tiempo
Definición1
Son circuitos integrados por compuertas lógicas cuya salida depende de
la entrada actual y la pasada, la cual es almacenada en elementos de
memoria constituidos por compuertas lógicas. A diferencias de los
circuitos combinacionales, los secuenciales tienen rizos de
retroalimentación.
1
Hwang, E. «Digital logic and microprocessor design with VHDL», Brooks/Cole, 2005.
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 4
5. Introducción
Circuito secuencial Casa abierta al tiempo
Definición
Circuito eléctrico compuesto de un
bloque combinacional y una memoria
cuya salida retroalimenta al bloque
combinacional.
Características
• El valor actual almacenado en la
memoria se conoce como el
estado del circuito
• La salida del circuito y el valor de
la memoria depende de:
• Su estado actual
• El valor actual de las entradas
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 5
6. Introducción
Estado Casa abierta al tiempo
Definición
Es el valor del bit almacenado por el elemento de memoria. El valor del
estado está siempre disponible a la salida del elemento de memoria, así,
el estado es igual a la salida.
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 6
7. Introducción
Clasificación de los circuitos secuenciales Casa abierta al tiempo
Asíncronos
Circuitos cuyo comportamiento
depende de que ocurra un cambio en
la entrada y del orden en el que
cambien las entradas. Estos circuitos
pueden considerarse como circuitos
combinacionales con
retroalimientación. Los cerrojos
(latches) son los representantes de
esta categoría.
Síncronos
Circuitos que cambian de estado
cuando se presenta un evento de
sincronización. Este evento es la
ocurrencia del flanco de subida (o
bajada) de un onda cuadrada con
período τ llamada señal de reloj. Los
biestables (flip-flops) son los
representantes de esta categoría.
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 7
8. Introducción
Objetivos del tema Casa abierta al tiempo
Objetivo general
Al final de este tema el alumno será
capaz de diseñar un procesador de
propósito específico.
Objetivos particulares
• Comprender cómo funcionan los
circuitos digitales que pueden
almacenar información.
• Entender las estrategias de
diseño de registros y memorias
• Entender el funcionamiento de
las máquinas de estados
• Entender cómo se implementa un
programa sencillo en hardware
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 8
9. Cerrojos
Contenido Casa abierta al tiempo
1 Introducción
2 Cerrojos
3 Flip-flops
4 Simulación de cerrojos y biestables
5 Arreglos de elementos de memoria
6 Máquinas de estado finito
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 9
10. Cerrojos
Cerrojos Casa abierta al tiempo
Definición
Es el elemento más simple de memoria
para almacenar un bit. Tiene dos
nodos simétricos etiquetados como Q
y Q’ que se comportan como salida y
como entrada. Dichos nodos también
representan sus estados estables.
Q
Q’
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 10
11. Cerrojos
Cerrojo RS Casa abierta al tiempo
Características
• Posee dos entradas S’ y R’
• Se construye con compuertas
NAND
• Posee dos estados: set y reset
• El estado set se establece cuando
S’ = 0 y R’ = 1
• El estado reset se establece
cuando S’ = 1 y R’ = 0
Q
R’
S’
Q’
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 11
12. Cerrojos
Cerrojo RS Casa abierta al tiempo
Tabla de funcionamiento del cerrojo RS
Q
R’
S’
Q’
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 12
13. Cerrojos
Cerrojo RS Casa abierta al tiempo
Problema
Compruebe la tabla de funcionamiento del cerrojo RS por medio de
simulación.
Salida de un cerrojo RS
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 13
14. Cerrojos
Cerrojo RS Casa abierta al tiempo
Estado indefinido:
Ocurre cuando:
las dos entradas S’ y R’ cambian de cero a uno al mismo tiempo y
el retardo de compuerta y el de propagación sean exactamente el mismo
Bajo el estado indefinido, el valor de las salidas Q y Q’ oscila
Si los retardos de compuerta y de propagación no son los mismo, entonces el latch no
oscilará, pero no se conocerá el siguiente estado
En la práctica, es casi imposible que el retardo de compuerta y el de propagación sean
exactamente el mismo
Para evitarlo, S’ debe cambiar a uno antes que R’ o viceversa.
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 14
15. Cerrojos
Cerrojo RS con habilitador Casa abierta al tiempo
Características:
Posee dos entradas S y R
Se construye con cuatro
compuertas NAND
Posee dos estados: set y reset
El estado anterior se preserva
cuando E = 0
El estado set se establece cuando
E = 1, S = 1 y R = 0
El estado reset se establece
cuando E = 1, S = 0 y R = 1
No evita el estado indefinido
Q
R’
S’
Q’
S
R
E
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 15
16. Cerrojos
Cerrojo D Casa abierta al tiempo
Características:
Garantiza que el estado
indefinido del latch RS no ocurre
porque S’ siempre es diferente
de R’
Sólo tiene una entrada de datos D
El siguiente estado obtiene el
mismo valor que la entrada D
Este latch pierde su capacidad de
almacenar
Q
R’
S’
Q’
D
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 16
17. Cerrojos
Cerrojo D Casa abierta al tiempo
Observación
El latch D se comporta prácticamente como un alambre. ¿Cómo
hacemos que retenga un bit de nueva cuenta?
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 17
18. Cerrojos
Cerrojo D con habilitador Casa abierta al tiempo
Características:
Tiene capacidad de almacenar un
bit ya que Q está directamente
conectado a D
Usa un MUX para poder
sobreescribir el bit que tiene
almacenado
Cuando E está habilitada,
entonces pasa D a Q
Q
R’
S’
Q’
D
0
1
E
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 18
19. Cerrojos
Aplicaciones de los cerrojos Casa abierta al tiempo
Observación
Un cerrojo puede emplearse para
retener la salida salida de un botón o
de un circuito combinacional a pesar
de que la entrada cambie, e.g. la
salida del estatus de un
sumador-restador almacenarse para
que otro circuito las analice. De
hecho, las computadoras así lo hacen.
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 19
20. Flip-flops
Contenido Casa abierta al tiempo
1 Introducción
2 Cerrojos
3 Flip-flops
4 Simulación de cerrojos y biestables
5 Arreglos de elementos de memoria
6 Máquinas de estado finito
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 20
21. Flip-flops
Flip-flops Casa abierta al tiempo
Definición
Son circuitos que cambian su estado de forma períodica, en el mismo momento e intervalo
regular, y no según cambien sus entradas. Requieren de una señal de reloj: una onda cuadrada
de alta frecuencia generalmente.
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 21
22. Flip-flops
Señal de reloj Casa abierta al tiempo
Datos sobre la señal de reloj:
Es una señal cuadrada que oscila
entre cero y uno
El ciclo de reloj es el tiempo que
transcurre entre flancos de subida
La velocidad del reloj es igual al
número de ciclos por segundo
La velocidad de reloj sólo puede
ser tan rápido como el circuito
más lento
Ciclo de reloj
F. de bajada
F. de subida
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 22
23. Flip-flops
Flip flop D Casa abierta al tiempo
Características:
Su estado cambia con el flaco
positivo del reloj
Se compone de dos latches
conectados en serie
El latch maestro se activa
cuando el reloj es cero
El esclavo se activa cuando el
reloj está en alto
maestro esclavo
D D
E
D QQ
EQ’ Q’
Q
Q’
D
clk
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 23
24. Flip-flops
Flip flop D Casa abierta al tiempo
Observación
El flip flop D cambia su estado en cada flanco de subida, así, solo puede retener la información
durante solo un ciclo de reloj, ¿cómo hacemos que retenga un bit aunque la señal de reloj
cambie?
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 24
25. Flip-flops
Flip flop D con habilitador Casa abierta al tiempo
Q
D
0
1
D
clk
Q
Q’
E
clk
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 25
26. Simulación de cerrojos y biestables
Contenido Casa abierta al tiempo
1 Introducción
2 Cerrojos
3 Flip-flops
4 Simulación de cerrojos y biestables
5 Arreglos de elementos de memoria
6 Máquinas de estado finito
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 26
27. Simulación de cerrojos y biestables
Simulación de cerrojos tipo D Casa abierta al tiempo
Descripción
Puertos:
• dos entradas de un bit: d y
enable
• dos salidas de un bit: q y ¬q
Comportamiento:
• Siempre que cambie el nivel de
enable:
• Si enable = 0, preserva el
estado (do nothing)
• De lo contrario, q ← d
D Q
¬QE
latch D
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 27
28. Simulación de cerrojos y biestables
Simulación de cerrojos tipo D Casa abierta al tiempo
1 module latch_d_with_enable (
2 d, // Data input
3 q, // state output
4 q_neg , // not state
5 enable // Control input
6 );
7
8 // port definition
9 input wire d, enable;
10 output reg q, q_neg;
11
12 // Behavioral description
13 always @(enable or d) begin
14 if (enable) begin
15 q <= d;
16 q_neg <= ~d;
17 end
18 end
19
20 endmodule // latch_d
D Q
¬QE
latch D
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 28
29. Simulación de cerrojos y biestables
Simulación de flip-flops tipo D Casa abierta al tiempo
Descripción
Puertos:
• dos entradas de un bit: d y clock
• dos salidas de un bit: q y ¬q
Comportamiento:
• Siempre que ocurre el flanco de
subida de clk:
q ← d
D Q
¬Qclk
flip flop D
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 29
30. Simulación de cerrojos y biestables
Simulación de cerrojos tipo D Casa abierta al tiempo
1 module flip_flop_d (
2 d, // data input
3 q, // state output
4 q_neg , // not state
5 clk // clock signal
6 );
7
8 // port definition
9 input wire d, clk;
10 output reg q, q_neg;
11
12 // Behavioral description
13 always @(posedge clk) begin
14 q <= d;
15 q_neg <= ~d;
16 end
17
18 endmodule // flip_flop_d
D Q
¬Qclk
flip flop D
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 30
31. Simulación de cerrojos y biestables
Simulación de flip-flops tipo D con habilitador Casa abierta al tiempo
Descripción
Puertos:
• tres entradas de un bit: d,
enable y clock
• dos salidas de un bit: q y ¬q
Comportamiento:
• Siempre que ocurre el flanco de
subida de clk:
• Si enable = 0, preserva el
estado (do nothing)
• De lo contrario, q ← d
D Q
¬Qclk
flip flop D
e
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 31
32. Simulación de cerrojos y biestables
Simulación de cerrojos tipo D Casa abierta al tiempo
1 module flip_flop_d_with_e (
2 d, // data input
3 q, // state output
4 q_neg , // not state
5 enable , // enable writing
6 clk // clock signal
7 );
8
9 // port definition
10 input wire d, enable , clk;
11 output reg q, q_neg;
12
13 // Behavioral description
14 always @(posedge clk) begin
15 if (enable) begin
16 q <= d;
17 q_neg <= ~d;
18 end
19 end
20 endmodule // flip_flop_d
D Q
¬Qclk
flip flop D
e
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 32
33. Arreglos de elementos de memoria
Contenido Casa abierta al tiempo
1 Introducción
2 Cerrojos
3 Flip-flops
4 Simulación de cerrojos y biestables
5 Arreglos de elementos de memoria
6 Máquinas de estado finito
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 33
34. Arreglos de elementos de memoria Registros
Contenido Casa abierta al tiempo
1 Introducción
2 Cerrojos
3 Flip-flops
4 Simulación de cerrojos y biestables
5 Arreglos de elementos de memoria
Registros
6 Máquinas de estado finito
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 34
35. Arreglos de elementos de memoria Registros
Registros Casa abierta al tiempo
Definición
Arreglos unidimensionales de n bits
integrados por cerrojos o biestables.
Son capaces de almacenar en el
mismo instante n bits, esto implica
que sus puertos de entrada y de salida
de datos están en función de n. El
número de señales de control de estos
dispositivos no cambia aunque n
aumente. Generalmente, la salida ¬q
no es tomada en cuenta.
d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 d0
q7 q6 q5 q4 q3 q2 q1 q0
E
d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 d0
q7 q6 q5 q4 q3 q2 q1 q0
E
clk
Arriba: registro construido con cerrojos D; abajo,
registro construido con flip-flops D con
habilitador.
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 35
36. Arreglos de elementos de memoria Registros
Registros Casa abierta al tiempo
Aplicaciones con registros
• Elementos de persistencia
• Acumuladores
• Contadores
• Desplazadores
• Memorias
d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 d0
q7 q6 q5 q4 q3 q2 q1 q0
E
d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 d0
q7 q6 q5 q4 q3 q2 q1 q0
E
clk
Arriba: registro construido con cerrojos D; abajo,
registro contruido con flip-flops D con
habilitador.
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 36
37. Arreglos de elementos de memoria Registros
Registros Casa abierta al tiempo
Implementación en Verilog
Para implementar un registro de n
bits, solo hay que parametrizar la
entrada d y salida de datos q de los
cerrojos y biestables a n bits, e.g. en
el código de la derecha se muestra un
registro de cerrojos tipo D
parametrizado a n bits.
1 module latch_d_reg (
2 d, //n-bit data input
3 q, //n-bit state output
4 enable // control input
5 );
6
7 parameter n = 8;
8
9 input wire[n -1:0] d;
10 input wire enable;
11 output reg[n -1:0] q;
12
13 // Behavioral description
14 always @(enable or d) begin
15 if (enable) begin
16 q <= d;
17 end
18 end
19
20 endmodule // latch_d
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 37
38. Arreglos de elementos de memoria Registros
Registros Casa abierta al tiempo
Elementos de persistencia
Los registros se conectan a la salida
de un bloque combinacional para
almacenar la salida producida por una
entrada determinada y descartar los
resultados producidos por otras
entradas.
A B
opcode
result
16 16
4
16vc zne
ALU de 16 bits con un registro del estatus del
procesador (psr) construído con cerrojos D.
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 38
39. Arreglos de elementos de memoria Registros
Registros Casa abierta al tiempo
Elementos de persistencia
El valor de las banderas solo tiene
sentido cuando se comparan dos
números mediante una resta,
entonces, puede usarse un registro que
se habilite para escritura sólo cuando
un sumador o una ALU efectúa restas.
Si la operación es otra, el registro
mantendrá el valor de las banderas de
la última comparación hecha.
A B
opcode
result
16 16
4
16vc zne
ALU de 16 bits con un registro del estatus del
procesador (psr) construído con cerrojos D.
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 39
40. Arreglos de elementos de memoria Registros
Registros Casa abierta al tiempo
Acumuladores
Una operación importante realizada
por los sistemas digitales es la suma
de k números. El detalle de esta
operación es que, si se quiere
efectuarse en un paso, requiere de
k − 1 sumadores con propagación de
acarreo, e.g. la suma de a + b + c
requiere de dos sumadores.
FA FA FA FA FA FA FAFA
8a
ci
a[7] a[6] a[5] a[4] a[3] a[2] a[1] a[0]
a+b[7] a+b[6] a+b[5] a+b[4] a+b[3] a+b[2] a+b[1] a+b[0]
cout
b[7] b[6] b[5] b[4] b[3] b[2] b[1] b0]
FA FA FA FA FA FA FAFA
8c
ci
c[7] c[6] c[5] c[4] c[3] c[2] c[1] c[0]
s[7] s[6] s[5] s[4] s[3] s[2] s[1] s[0]cout
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 40
41. Arreglos de elementos de memoria Registros
Registros Casa abierta al tiempo
Acumuladores
Añadir sumadores para obtener la
suma de k números no es factible
porque esto encarece el hardware. En
la práctica, el resultado de la suma se
almacena en un registro cuyo estado
es tomado como operando secundario
del sumador.
Adder
cout
result
enable
clear
A
n
n
n
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 41
42. Arreglos de elementos de memoria Registros
Registros Casa abierta al tiempo
Contadores
Registros que almacenan un número cuyo
valor cambia en una unidad cada que se
presenta un evento. El valor almacenado
en los registros puede estar codificado de
distintas maneras, e.g. el registro puede
almacenar la magnitud de un número
binario, un código Gray o un código
BCD. Los contadores pueden tener un
puerto de entrada de carga de datos
paralela de n bits y un puerto de limpieza
clear. También pueden tener un puerto
ctrl que hace que indica si la cuenta es
ascendente o descendente.
clk
clear
ctrl
counter
d
n
n
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 42
43. Arreglos de elementos de memoria Registros
Registros Casa abierta al tiempo
Desplazadores
Circuitos síncronos que cargan un
valor de n bits que será desplazado a
la derecha o a la izquierda, según el
valor de un puerto ctrl. Generalmente
se emplean para como convertidores
paralelo-serie o serie-paralelo.
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 43
44. Arreglos de elementos de memoria Registros
Registros Casa abierta al tiempo
Archivo de registros
Memoria de acceso arbitrario (RAM,
random-access memory) constituida
por m registros síncronos de n bits
que se escriben en el flanco de subida
de una señal de reloj. Generalmente,
se busca que el número de registros m
sea una potencia de dos, mientras que
n puede valer ocho, 16, 32 o 64 bits.
A la derecha se muestra el archivo de
registros visto como un bloque.
input d
addr d
enable w
output d
enable r
clk
addr q
n
log2m
n
log2m
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 44
45. Arreglos de elementos de memoria Registros
Registros Casa abierta al tiempo
Archivo de registros
A la entrada, los registros que
componen al archivo están conectados
de la siguiente manera: el puerto d
está conectado al bus de entrada
input d que recibe la información
que será almacenada en la memoria.
El puerto de habilitación en está
conectado a la salida de un
descodificador que permite escribir
solo un registro a la vez. También
está el puerto clk que recibe la señal
de reloj que sincroniza la escritura de
la memoria.
en
d
clk
q
input d output q
16 bits
From clock signal
From decoder d
16 bits
Fromdecoderr
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 45
46. Arreglos de elementos de memoria Registros
Registros Casa abierta al tiempo
Archivo de registros
Cada bit de salida de un registro está
conectado conectado a un búfer de
tercer estado que desconecta
eléctricamente la salida q del bus
output q. Esto se hace para asegurar
que la salida de un solo registro está
conectada al bus de salida output q.
De lo contrario, las señales de salida
de colisionarían.
en
d
clk
q
input d output q
16 bits
From clock signal
From decoder d
16 bits
Fromdecoderr
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 46
47. Arreglos de elementos de memoria Registros
Registros Casa abierta al tiempo
enableregister
addrd
input d
Dec d
3x8
r7
r6
r5
r4
r3
r2
r1
r0
clk
addrq
Dec r
3x8
output q
enablebuffer
enable w enable r
Diagrama interno de un archivo de ocho registros de ocho
bits.
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 47
48. Arreglos de elementos de memoria Registros
Registros Casa abierta al tiempo
Escritura del archivo de registros
1 Colocar la dirección de escritura en la entrada del descodificador
addr d
2 Colocar el dato de escritura en el bus input d.
3 Habilitar la entrada en del descodificador d
4 En cuanto se presente el flanco de subida, el data de entrada se
escribirá en el registro que corresponda al valor de entrada el
descodificador d.
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 48
49. Arreglos de elementos de memoria Registros
Registros Casa abierta al tiempo
Lectura del archivo de registros
1 Colocar la dirección de lectura en la entrada del descodificador
addr q.
2 A diferencia de la escritura, la lectura puede hacerse en cualquier
instante de tiempo, siempre que el habilitador del descodificador r
valga uno.
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 49
50. Máquinas de estado finito
Contenido Casa abierta al tiempo
1 Introducción
2 Cerrojos
3 Flip-flops
4 Simulación de cerrojos y biestables
5 Arreglos de elementos de memoria
6 Máquinas de estado finito
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 50
51. Máquinas de estado finito Diseño general
Contenido Casa abierta al tiempo
1 Introducción
2 Cerrojos
3 Flip-flops
4 Simulación de cerrojos y biestables
5 Arreglos de elementos de memoria
6 Máquinas de estado finito
Diseño general
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 51
52. Máquinas de estado finito Diseño general
Máquinas de estado finito Casa abierta al tiempo
Definición
Abrv. FSM (Finite State Machine),
también llamadas automata, es un
bloque construído con base en la
lógica secuencial que, ante un
estímulo, cambian su estado
automáticamente produciendo
códigos que se emplean para controlar
otros sistemas digitales. Recuerda que
el estado es la información contenida
en la memoria.
input a
input b
d d d d
outputx
outputy
outputz
NextStateLogic
Memory OutputLogic
Diagrama a bloques de una FSM.
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 52
53. Máquinas de estado finito Diseño general
Máquinas de estado finito Casa abierta al tiempo
Definición
Una FSM está integrado por tres
bloques:
función del siguiente estado
memoria
función de salida
input a
input b
d d d d
outputx
outputy
outputz
NextStateLogic
Memory OutputLogic
Diagrama a bloques de una FSM.
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 53
54. Máquinas de estado finito Diseño general
Máquinas de estado finito Casa abierta al tiempo
Función del siguiente estado
Conjunto de ecuaciones booleanas que
están en función de las entradas y el
estado actual de la máquina; calculan
el siguiente estado del autómata.
input a
input b
d d d d
outputx
outputy
outputz
NextStateLogic
Memory OutputLogic
Diagrama a bloques de una FSM.
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 54
55. Máquinas de estado finito Diseño general
Máquinas de estado finito Casa abierta al tiempo
Memoria
Conjunto de elementos de memoria,
normalmente flip flops, que
almacenan un código binario que
representa en estado de la máquina.
El significado del código lo da el
diseñador del autómata.
input a
input b
d d d d
outputx
outputy
outputz
NextStateLogic
Memory OutputLogic
Diagrama a bloques de una FSM.
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 55
56. Máquinas de estado finito Diseño general
Máquinas de estado finito Casa abierta al tiempo
Función de salida
Conjunto de funciones booleanas que,
con base en el estado o las entradas
de la máquina, producen una salida
que permite controlar el
funcionamiento de un sistema digital
externo. Este bloque es opcional y
generalmente es empleado para
traducir el código de la memoria a
otro tipo de código.
input a
input b
d d d d
outputx
outputy
outputz
NextStateLogic
Memory OutputLogic
Diagrama a bloques de una FSM.
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 56
57. Máquinas de estado finito Diseño general
Máquinas de estado finito Casa abierta al tiempo
Clasificación
Con base en las señales de entrada de la lógica combinacional de
salida, las máquinas de estado finito se clasifican en dos:
• Máquinas de Moore
• Máquinas de Mealey
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 57
58. Máquinas de estado finito Diseño general
Máquinas de Moore Casa abierta al tiempo
Definición
Son aquellas cuya lógica
combinacional de salida únicamente
depende del estado actual de la
máquina, lo que implica que el valor
de la salida se mantendrá durante un
ciclo de reloj hasta que el estado de la
máquina cambie nuevamente.
d
d
d
d q
q
q
q
Nextstate
logic Output
logic
clk
a b c d e
Maquina de Moore
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 58
59. Máquinas de estado finito Diseño general
Máquinas de Mealey Casa abierta al tiempo
Definición
En estas FSM, la lógica combinacional
de salida está en función del estado y
de las entradas de la máquina. Esto
implica que el valor de la salida puede
cambiar en el momento en el que las
entradas cambien. Generalmente, este
comportamiento no es deseable, por
lo que se busca que las entradas
cambien de manera síncrona.
d
d
d
d q
q
q
q
Nextstate
logic Output
logic
clk
a b c d e
Máquina de Mealey
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 59
60. Máquinas de estado finito Diseño de máquinas de estados finitos
Contenido Casa abierta al tiempo
1 Introducción
2 Cerrojos
3 Flip-flops
4 Simulación de cerrojos y biestables
5 Arreglos de elementos de memoria
6 Máquinas de estado finito
Diseño de máquinas de estados finitos
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 60
61. Máquinas de estado finito Diseño de máquinas de estados finitos
Diseño de máquinas de estados finitos Casa abierta al tiempo
Metodología
1 Determinación de las
características de la FSM
2 Diseño el diagrama de
transiciones
3 Diseño de la tabla de estados
4 Cálculo de las ecuaciones de la
lógica del siguiente estado
5 Cálculo de las ecuaciones de la
lógica combinacional de salida
Explicación
En este paso se tienen que
determinar:
El número de señales de entrada
y salida de la FSM
El tipo de máquina: Moore o
Mealey
La capacidad de memoria de la
máquina y el tipo de flip flop
Si requiere o no un bloque
combinacional de salida
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 61
62. Máquinas de estado finito Diseño de máquinas de estados finitos
Diseño de máquinas de estados finitos Casa abierta al tiempo
Metodología
1 Determinación de las
características de la FSM
2 Diseño el diagrama de
transiciones
3 Diseño de la tabla de estados
4 Cálculo de las ecuaciones de la
lógica del siguiente estado
5 Cálculo de las ecuaciones de la
lógica combinacional de salida
Explicación
Un diagrama de estados es una gráfica
G = (V , E), donde:
V es el conjunto de estados de la
FSM. Generalmente, el número de
estados es igual al número de
códigos de salida. Se representa con
círculos.
E es el conjunto de transiciones
entre estados; las transiciones
pueden estar o no condicionadas a
una señal de entrada. Se
representan con flechas que
conectan a los estados.
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 62
63. Máquinas de estado finito Diseño de máquinas de estados finitos
Diseño de máquinas de estados finitos Casa abierta al tiempo
Metodología
1 Determinación de las
características de la FSM
2 Diseño el diagrama de
transiciones
3 Diseño de la tabla de estados
4 Cálculo de las ecuaciones de la
lógica del siguiente estado
5 Cálculo de las ecuaciones de la
lógica combinacional de salida
Explicación
En este paso debe generarse una tabla
que contiene todos los códigos
binarios que corresponden a las
siguientes columnas:
Señales de entrada (si las hay)
Estado actual Q(t)
Siguiente estado Q(t + 1)
Entradas de los flip flops (solo
para JK y T)
Lógica combinacional de salida
(si la hay)
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 63
64. Máquinas de estado finito Diseño de máquinas de estados finitos
Diseño de máquinas de estados finitos Casa abierta al tiempo
Metodología
1 Determinación de las
características de la FSM
2 Diseño el diagrama de
transiciones
3 Diseño de la tabla de estados
4 Cálculo de las ecuaciones de la
lógica del siguiente estado
5 Cálculo de las ecuaciones de la
lógica combinacional de salida
Explicación
Cada puerto de entrada de los flip
flops debe tener asociada una
ecuación booleana que está en
función del siguiente estado de la
máquina y la tabla de característica
de los flip-flop
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 64
65. Máquinas de estado finito Diseño de máquinas de estados finitos
Diseño de máquinas de estados finitos Casa abierta al tiempo
Metodología
1 Determinación de las
características de la FSM
2 Diseño el diagrama de
transiciones
3 Diseño de la tabla de estados
4 Cálculo de las ecuaciones de la
lógica del siguiente estado
5 Cálculo de las ecuaciones de la
lógica combinacional de salida
Explicación
Cada bit de salida de la FSM debe
tener asociada una ecuación booleana
que está en función del estado actual
para las máquinas de Moore y del
estado actual y las señales de entrada
de la máquina para las máquinas de
Mealy.
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 65
66. Máquinas de estado finito Diseño de máquinas de estados finitos
Diseño de FSM con flip flops JK Casa abierta al tiempo
Problema
Se desea construir un sistema digital
que cada segundo emita un código de
Gray de tres bits de manera
ascendente. La cuenta debe empezar
en cero y reiniarse cada que se
alcanza el código 100. Con base en
estos datos, ¿qué tipo de máquina es
la que hay que emplear?
Decimal Gray
(0)10 000
(1)10 001
(2)10 011
(3)10 010
(4)10 110
(5)10 111
(6)10 101
(7)10 100
Códigos de Gray.
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 66
67. Máquinas de estado finito Diseño de máquinas de estados finitos
1. Determinación de las características de la FSM Casa abierta al tiempo
Detalles de la máquina
De acuerdo con el problema:
La máquina no tiene señales de entrada. A la salida emite tres bits
que corresponden a un código Gray.
Como la máquina no tiene señales de entrada, no puede ser una
máquina de Mealey, entonces es de Moore.
La memoria debe almacenar tres bits, por complejidad se usarán
flip flops JK
La FSM no requiere lógica combinacional de salida, porque la
memoria puede almacenar códigos de Gray.
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 67
68. Máquinas de estado finito Diseño de máquinas de estados finitos
2. Diseño del diagrama de transiciones Casa abierta al tiempo
Detalles del diagrama de estados
Por cada código que vaya a emitir la
FSM hay que dibujar un estado. Después,
hay que conectar cada estado con una
flecha según corresponda, e.g. si en el
estado s0 se emite el código 000 y el
estado s1 emite el código 001, entonces,
de s0 a s1 debe haber una flecha porque
el siguiente estado de 000 es 001.
Además, hay que indicar el estado inicial.
s0
s1
s2
s3
s4
s5
s6
s7
Diagrama de estados de un contador de códigos
Gray de tres bits.
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 68
69. Máquinas de estado finito Diseño de máquinas de estados finitos
3. Diseño de la tabla de estados Casa abierta al tiempo
Q(t) Q(t + 1) Entradas de los flip-flop
q2 q1 q0 q2 q1 q0 j2 k2 j1 k1 j0 k0
0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0
0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0
0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1
0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0
1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0
1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0
1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1
1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0
Diseño de la tabla de estados del contador ascendente de códigos Gray.
j k Q(t + 1)
0 0 Q(t)
0 1 reset
1 0 set
1 1 ¬Q(t)
Tabla de funcionamiento de un flip flop
JK.
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 69
70. Máquinas de estado finito Diseño de máquinas de estados finitos
3. Diseño de la tabla de estados Casa abierta al tiempo
Observación
Con los flip flip JK existen varias
formas de ir de un estado a otro, e.g.
si Q(t) = 0 y Q(t + 1) = 0 podemos
decir que la memoria se reseteó o que
convervó su estado. Esto implica que
para transitar de cero a cero puedes
darle a la memoria las combinaciones
(j = 0, k = 0) y (j = 0, k = 1) y
ambas son válidas.
Q(t) Q(t + 1) j k
0 0 0 ×
0 1 1 ×
1 0 × 1
1 1 × 0
Tabla de funcionamiento para optimizar la lógica
del siguiente estado con los flip-flop JK.
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 70
71. Máquinas de estado finito Diseño de máquinas de estados finitos
3. Diseño de la tabla de estados Casa abierta al tiempo
Q(t) Q(t + 1) Entradas de los flip-flop
q2 q1 q0 q2 q1 q0 j2 k2 j1 k1 j0 k0
0 0 0 0 0 1 0 × 0 × 1 ×
0 0 1 0 1 1 0 × 1 × × 0
0 1 1 0 1 0 0 × × 0 × 1
0 1 0 1 1 0 1 × × 0 0 ×
1 1 0 1 1 1 × 0 × 0 1 ×
1 1 1 1 0 1 × 0 × 1 × 0
1 0 1 1 0 0 × 0 0 × × 1
1 0 0 0 0 0 × 1 0 × 0 ×
Diseño de la tabla de estados del contador ascendente de códigos Gray.
Q(t) Q(t + 1) j k
0 0 0 ×
0 1 1 ×
1 0 × 1
1 1 × 0
Tabla de funcionamiento para optimizar la
lógica del siguiente estado con flip-flop JK.
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 71
72. Máquinas de estado finito Diseño de máquinas de estados finitos
4. Cálculo de las ec. booleanas del siguiente estado Casa abierta al tiempo
0 0 0 1
× × × ×
q1q0
q2
j2
1 0 0 0
q1q0
q2
k2
0 1
0 0 × ×
q1q0
q2
j1
0 0
1 0
q1q0
q2
k1
1 0
0 1
q1q0
q2
j0
0 1
× 1 0 ×
q1q0
q2
k0
× × × ×
× ×
× ×
× ×
× ×
× × × ×
00 01 11 10
0
1
00 01 11 10
00 01 11 10 00 01 11 10
00 01 11 1000 01 11 10
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
Mapas de Karnaugh que corresponden a la
entradas JK de cada flip flop de la memoria de
la FSM.
Ecuaciones boolenas
j2 = q1 ∧ ¬q0
k2 = ¬q1 ∧ ¬q0
j1 = ¬q2 ∧ q0
k1 = q2 ∧ q0
j0 = ¬(q2 ⊕ q1)
k0 = (q2 ⊕ q1)
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 72
73. Máquinas de estado finito Diseño de máquinas de estados finitos
Contador ascendente de tres bits en código Gray Casa abierta al tiempo
Observación
Para que el contador funcione
correctamente es necesario
reestablecer el estado de la memoria
antes de que comience a operar.
j
k
reset
q
¬q
k
reset
q
¬q
j
k
reset
q
¬q
j
k
clk
reset
q2
¬q2
q1
¬q1
q0
¬q0
q1
¬q0
¬q1
¬q0
¬q2
q0
q2
q0
q2
q1
q2
q1
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 73
74. Máquinas de estado finito Diseño de máquinas de estados finitos
Diseño de FSM con flip flops tabla Casa abierta al tiempo
Problema
Diseñe un contador ascendente/descendente que cuente en el rango
[−4, +3] con flip flops T. El contador debe poseer una entrada ctrl
que determina el sentido de la cuenta; si ctrl = 1, entonces la cuenta
es descendete, de lo contrario, la cuenta es ascendente.
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 74
75. Máquinas de estado finito Diseño de máquinas de estados finitos
1. Determinación de las características de la FSM Casa abierta al tiempo
Detalles de la máquina
De acuerdo con el problema:
La máquina tiene una señal que controla el sentido de la cuenta
(ascendente/descendente). A la salida emite tres bits que
corresponden a un código en complemento a dos.
La FSM no requiere lógica combinacional de salida, porque la
memoria puede almacenar códigos en complemento a dos
directamente.
La memoria debe almacenar tres bits en flip flops T.
La FSM es una máquina de Moore porque no tenemos un bloque
combinacional de salida que pueda ser controlado por la entrada
ctrl
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 75
76. Máquinas de estado finito Diseño de máquinas de estados finitos
2. Diseño del diagrama de transiciones Casa abierta al tiempo
Detalles del diagrama de estados
El contador tiene que emitir ocho
códigos diferentes, por lo que el
diagrama de estados tendrá ocho
estados. La transición entre los estados
está determinada por el valor de la señal
ctrl: si ctrl = 1, entonces la transición
es hacia el estado antecesor, de los
contrario, la transición se da hacia el
estado sucesor. El estado inicial es cero.
S0
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S7
Diagrama de estados de un contador de códigos
en complemento a dos de tres bits.
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 76
77. Máquinas de estado finito Diseño de máquinas de estados finitos
3. Diseño de la tabla de estados Casa abierta al tiempo
Entrada Q(t) Q(t + 1) Entradas T
ctrl q2 q1 q0 q2 q1 q0 t2 t1 t0
0 0 0 0 0 0 1 0 0 1
0 0 0 1 0 1 0 0 1 1
0 0 1 0 0 1 1 0 0 1
0 0 1 1 1 0 0 1 1 1
0 1 0 0 1 0 1 0 0 1
0 1 0 1 1 1 0 0 1 1
0 1 1 0 1 1 1 0 0 1
0 1 1 1 0 0 0 1 1 1
1 0 0 0 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 0 0 0 1
1 1 1 0 1 0 1 0 1 1
1 1 0 1 1 0 0 0 0 1
1 1 0 0 0 1 1 1 1 1
1 0 1 1 0 1 0 0 0 1
1 0 1 0 0 0 1 0 1 1
1 0 0 1 0 0 0 0 0 1
Diseño de la tabla de estados del contador ascendente/descendente de
códigos en complemento a 2.
t Q(t + 1)
0 Q(t)
1 ¬Q(t)
Tabla de funcionamiento de un flip flop T.
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 77
78. Máquinas de estado finito Diseño de máquinas de estados finitos
4. Cálculo de las ec. booleanas del siguiente estado Casa abierta al tiempo
Inserta mapas K aquí :)
Ecuaciones boolenas
t2 = ctrl ∧ ¬q1 ∧ ¬q0 ∨ ¬ctrl ∧ q1 ∧ q0
t1 = ctrl ⊕ q0
t0 = 1
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 78
79. Máquinas de estado finito Diseño de máquinas de estados finitos
Diseño de FSM con flip flops D Casa abierta al tiempo
Problema
El diagrama de estados de la derecha
corresponde a la unidad de control de
una ruta de datos que calcula el
factorial de un número. A partir de
esta información, diseñe una FSM con
flip-flops tipo D.
s1
s2s3
s0 status
status
¬status
¬status
0001 0010
01001000
Diagrama de estados de la unidad de control de
un procesador que calcula el factorial de un
número.
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 79
80. Máquinas de estado finito Diseño de máquinas de estados finitos
Diseño de FSM con flip flops D Casa abierta al tiempo
Observación
En ocasiones, al diseñador de FSM se
le proporciona el diagrama de estados
y a partir de este debe diseñar la
máquina.
s1
s2s3
s0 status
status
¬status
¬status
0001 0010
01001000
Diagrama de estados de la unidad de control de
un procesador que calcula el factorial de un
número.
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 80
81. Máquinas de estado finito Diseño de máquinas de estados finitos
Diseño de FSM con flip flops D Casa abierta al tiempo
Codificación one-hot
Consiste en hacer que la memoria de
la FSM tenga tantos flip flops D
como estados y que solo un flip flop a
la vez almacene un uno. Para esto, la
FSM almacena los códigos que se
muestran en la tabla de la derecha.
sn s3 s2 s1 s0
0 0 0 0 1
0 0 0 1 0
0 0 1 0 0
0 1 0 0 0
1 0 0 0 0
Tabla códigos one-hot para una FSM con n
estados.
Universidad Autónoma Metropolitana Adán G. Medrano-Chávez 81