Tema 2. Sistemas Secuenciales básicos Introducción Sistemas secuenciales síncronos Sistemas secuenciales básicos Máquinas de estado Resolución de Máquinas síncronas de Moore Camino crítico y frecuencia máxima

Sistemas secuenciales vs. combinacionales La salida depende sólo de la entrada. Reaccionan inmediatamente No sirven para implementar sistemas en bucle cerrado Si(t)=f(Ej(t)) Secuenciales: La salida depende de la entrada instantánea pero también de sus valores anteriores (estado) Discretos en el tiempo Si(t)=f(Ej(t), Xk(N))

Sistemas síncronos vs. asíncronos Las entradas se muestrean de forma discreta. Señal de sincronismo: reloj. Las salidas cambian sólo en los momentos Asíncronos Las entradas se muestrean de manera continua (dt) Las salidas cambian en cualquier momento

Sistemas secuenciales básicos Contador: Ascendente: cada bit cambia cuando todos los anteriores son 1 Descendente: cada bit cambia cuando todos los anteriores son 0

Sistemas secuenciales básicos Registro de desplazamiento: A cada flanco del reloj, el dato se desplaza. Añadiéndole un multiplexor:

Sistemas secuenciales básicos Registro de captura: Cuando la señal CAP está activa, leo la entrada. Si no, almaceno.

Máquinas de estado Máquina de estado: Máquina síncrona de estado: Sistema secuencial con un número finito de estados, cuya salida depende del estado y de la entrada. Máquina síncrona de estado: Máquina de estado que evoluciona como un sistema síncrono. Máquina de Moore: Máquina síncrona de estado, cuyas salidas sólo dependen del estado. Máquina de Mealy: Máquina síncrona de estado, cuyas salidas dependen del estado y del valor instantáneo de las entradas.

Resolución de Máquinas Síncronas de Moore Reconocer los estados Esquematizar las transiciones Asignar estados Asignar valores a las salidas en cada estado Resolver el CCE Resolver el CCS

Resolución de Máquinas Síncronas de Moore (ejemplo) Sistema de medición de velocidad Dos espiras Señales activas a nivel alto Se mide el tiempo entre C1 y C2, y con eso la velocidad Cronograma de las señales: Estados: T1, T2, T3, T4,T5 y error

Resolución de Máquinas Síncronas de Moore (ejemplo) Subdivisión del sistema. Entradas: SP1, SP2 Salidas: C1, C2,ERR1 y FIN Algunas señales (FIN, ERR1) sólo duran un ciclo de reloj.

Resolución de Máquinas Síncronas de Moore (ejemplo) Tabla de Transición de Estados: Expresión del siguiente estado en función del actual y las diversas combinaciones de entradas. Indicación de las salidas de cada estado EST SP2 SP1 SALIDAS 00 01 11 10 C1 C2 ERR1 FIN (0) 1 5 (1) 2 (2) 3 4 (3)

Resolución de Máquinas Síncronas de Moore (ejemplo) Simplificación de la tabla. Otro ejemplo: debo controlar el péndulo invertido. TTE: Busco estados con las mismas salidas y transiciones compatibles: 2-4 y 1-3. Tabla simplificada: Est. SI-SD Salidas 00 01 10 11 D I (0) 1 2 -- 3 (1) 4 (2) (3) (4) Est. SI-SD Salidas 00 01 10 11 D I (0) 1 2 -- (1) (2)

Resolución de Máquinas Síncronas de Moore (ejemplo) Q3-Q2-Q1 SP2-SP1 D3-D2-D1 0-0-0 0-0 0-1 0-0-1 1-1 1-0-1 1-0 0-1-0 0-1-1 1-0-0 1-1-0 -- -- -- 1-1-1 Asignación de estados y Tabla de Excitación. Cómo voy a representar los estados. A partir de ahí, resolver el CCE Entradas de los biestables: estado siguiente Tabla de excitación: entradas de los biestables en función de sus salidas y de las entradas del sistema. Expresión del CCE. EST SP2 SP1 SALIDAS 00 01 11 10 C1 C2 ERR1 FIN 000 (000) 001 101 (001) 010 1 (010) 011 100 (011)

Resolución de Máquinas Síncronas de Moore (ejemplo) Circuito Combinacional de Salida. Salidas en función del estado No dependen de las entradas (Moore) Q3 Q2 Q1 C1 C2 Err Fin 1 --

Resolución de Máquinas Síncronas de Moore (ejemplo) C.C.E:

Resolución de Máquinas Síncronas de Moore (ejemplo) C.C.S:

Camino crítico y frecuencia máxima Camino crítico: el más largo desde la salida de un biestable a la entrada de otro biestable. Frecuencia máxima: la máxima frecuencia a la que puede ir el reloj de un sistema síncrono. Relacionado con el retraso del camino crítico. CC: 4 puertas tcc=4·td fMAX=1/tcc