5. Análisis y diseño de sistemas secuenciales (II) Fundamentos de los Computadores Grado en Ingeniería Informática

Diseño de sistemas secuenciales Objetivo: generar la implementación de un sistema secuencial a partir de una descripción funcional Pasos: Convertir la descripción del sistema en un diagrama de estados (es deseable reducir el número de estados para minimizar el número de biestables necesarios) Generar las tablas de estado siguiente y salida Codificar los estados, es decir, asignar los códigos binarios que representarán cada estado en los biestables Determinar el tipo de biestables más adecuado para la implementación del circuito Obtener las ecuaciones de excitación para las entradas de cada uno de los biestables Obtener las ecuaciones de salida Diseñar y optimizar la lógica necesaria para completar el circuito Generar un cronograma que pueda verificarse por simulación para comprobar si el comportamiento del sistema es el que se deseaba obtener Análisis y diseño de sistemas secuenciales

Diseño de sistemas secuenciales (I) Pasos: Construir el diagrama de estados Generar tablas de estado siguiente y de salida Codificar entradas, estados y salidas Elegir biestables Obtener ecuaciones de excitación Obtener ecuaciones de salida Realizar esquema lógico Simular y verificar Análisis y diseño de sistemas secuenciales

Análisis y diseño de sistemas secuenciales

Diseño de sistemas secuenciales (I) Vamos a realizar el diseño del circuito secuencial correspondiente a este diagrama de estados Las salidas dependen sólo del estado actual (están indicadas en el estado) así que obtendremos un circuito de tipo Moore Análisis y diseño de sistemas secuenciales

Diseño de sistemas secuenciales (I) A partir del diagrama de estados puede generarse fácilmente la tabla de estado siguiente Análisis y diseño de sistemas secuenciales

Diseño de sistemas secuenciales (I) Dado que los estados del diagrama dado ya están codificados, no tenemos necesidad de asignar ninguna codificación a los estados El diagrama contiene cuatro estados, por lo que tendremos que utilizar dos biestables Para simplificar el ejemplo supondremos que el primer biestable es de tipo JK y el segundo biestable es de tipo D Análisis y diseño de sistemas secuenciales

Diseño de sistemas secuenciales (I) A partir de la tabla de estado siguiente, y conociendo el tipo de biestable, podemos generar la tabla de excitación. Hay que utilizar las tablas de excitación de los biestables JK y D Análisis y diseño de sistemas secuenciales

Diseño de sistemas secuenciales (I) La lógica de entrada a los biestables puede obtenerse simplificando las funciones correspondientes Análisis y diseño de sistemas secuenciales

Diseño de sistemas secuenciales (I) La lógica de entrada a los biestables puede obtenerse simplificando las funciones correspondientes Análisis y diseño de sistemas secuenciales

Diseño de sistemas secuenciales (I) La lógica de entrada a los biestables puede obtenerse simplificando las funciones correspondientes Análisis y diseño de sistemas secuenciales

Diseño de sistemas secuenciales (I) A partir del diagrama de estados también puede generarse la tabla de salida, teniendo en cuenta que estamos hablando de un circuito de tipo Moore Análisis y diseño de sistemas secuenciales

Diseño de sistemas secuenciales (I) La lógica de salida del circuito puede obtenerse simplificando las funciones correspondientes Análisis y diseño de sistemas secuenciales

Diseño de sistemas secuenciales (I) Ahora que tenemos las ecuaciones podemos completar el proceso de diseño dibujando el diagrama del circuito Análisis y diseño de sistemas secuenciales