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1 1 © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 1 PCS 3225 Sistemas Digitais II Módulo 5 – Síntese de Circuitos Seqüenciais Andrade, Marco Túlio Carvalho de Professor Responsável versão: 1.0 (agosto de 2.017) © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 2 Conteúdo • Síntese de Circuitos Sequenciais 1. Metodologia de Síntese 2. Modelo de Mealy/Moore 3. Etapas da Metodologia de Síntese 4. Exemplo de Síntese: Mealy 5. Exemplo de Síntese: Moore 6. Simplificação da Tabela de Estados 6.1. Simplificação por Observação Direta 6.2. Simplificação por Tabelas de Implicação Bibliografia 2 2 © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 3 1. Metodologia de Síntese – A metodologia de síntese aqui adotada segue praticamente os mesmos passos da metodologia de análise, com os passos sendo adotados em ordem inversa. – Para o projeto de circuitos mais complexos, como UCP’s de computadores, existem métodos mais eficientes. – Pode-se escolher entre o modelo de Mealy e o modelo de Moore. © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 4 2. Modelo de Mealy/Moore kY ESTADO BLOCO jZ y r MEALY FIGURA 9.1 - MODELO GERAL DE CIRCUITO SÍNCRONO i jZ yy r BLOCO DA SAÍDA ATUAL x kY yy r - Entradas - Variáveis de estado (atual) - Variáveis que determinam o próximo estado - Saídas atuais ix FLIP-FLOPS (SENSÍVEIS À BORDA) Obs: r = 1,2,...p k = 1,2,...q q = p se tipo D q = 2p se tipo JK COMBINATÓRIO DO PRÓXIMO CLOCK Eranzini / 1996 3 3 © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 5 3. Etapas da Metodologia de Síntese Diagrama Lógico do Circuito Projeto dos Blocos Combinatórios Tabela de Excitação Diagrama de Transição de Estados Enunciado Resumido com Palavras 1 2 3 4 5 6 7 8 Tabela de Estados Reduzida Designação de Estados Tabela de Estados/Saídas Descrição Funcional Detalhada Tipo de flip-flop © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 6 � Etapa 1: Detalhamento da Descrição Funcional O comportamento do circuito deve ser expresso de forma sintética, relacionando o número de entradas e saídas e indicando como as entradas atuam sobre as saídas, do ponto de vista dinâmico. Às vezes, é preciso agregar exemplos, diagramas de blocos simplificados ou até uma carta de tempos. Deve ficar claro quando e em que condições as saídas ocorrem. Deve-se escolher entre os modelos de Mealy e Moore. 3. Etapas da Metodologia de Síntese 4 4 © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 7 � Etapa 2: Obtenção do Diagrama de Estados A partir da descrição funcional, deve-se identificar o número de estados necessários, suas saídas e suas transições, em função das entradas. � Etapa 3: Obtenção da Tabela de Estados/Saídas As informações obtidas no passo anterior são organizadas na forma de uma tabela. 3. Etapas da Metodologia de Síntese © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 8 � Etapa 4: Obtenção da Tabela de Estados Reduzida Eliminam-se os estados redundantes, gerando uma tabela reduzida. A redundância entre estados será definida através de uma relação de equivalência. 3. Etapas da Metodologia de Síntese 5 5 © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 9 A/0 A/0 A/0 E/1 A/0 B/0 C/0 C/0 D/0 B/0 s (t) A B C D E s (t + 1) / z (t) A B C D B/0 C/0 C/0 D/0 s (t) A/0 A/0 A/0 A/1 s (t + 1) / z (t) A = E ( a ) ( b ) x (t)x (t) x = 0 x = 1 x = 0 x = 1 FIGURA 9.2 - EQUIVALÊNCIA DE ESTADOS Eranzini / 1996 3. Etapas da Metodologia de Síntese © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 10 � Etapa 5: Designação dos Estados De posse da tabela de estados reduzida, pode-se identificar quantas são as variáveis de estado e, portanto, quantos flip-flops serão necessários. Podem ocorrer duas situações: – número de estados = 2n – número de estados < 2n 3. Etapas da Metodologia de Síntese 6 6 © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 11 No primeiro caso, são necessários n flip-flops e a designação dos yi pode ser feita de qualquer modo. No segundo caso, também são necessários n flip- flops, mas haverá estados cujo comportamento não está definido pela tabela de estados s y1 y2 A 0 0 B 0 1 C 1 1 D 1 0 Ex: 3. Etapas da Metodologia de Síntese © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 12 � Etapa 6: Obtenção da Tabela de Excitação Define-se qual o tipo de flip-flop a ser utilizado e obtém-se a tabela de excitação. Como resultado, têm-se as equações de excitação. � Etapa 7: Projeto dos Blocos Combinatórios Projeta-se os circuitos combinatórios, minimizando as funções de chaveamento. Como resultado, obtêm-se as equações de estado e de saída. � Etapa 8: Diagrama Lógico do Circuito 3. Etapas da Metodologia de Síntese 7 7 © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 13 4. Exemplo de Síntese - Mealy Enunciado: Projetar um circuito sequencial síncrono que reconhece o primeiro ZERO após a ocorrência de três ou mais UNS consecutivos. © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 14 3. Etapas da Metodologia de Síntese Diagrama Lógico do Circuito Projeto dos Blocos Combinatórios Tabela de Excitação Diagrama de Transição de Estados Enunciado Resumido com Palavras 1 2 3 4 5 6 7 8 Tabela de Estados Reduzida Designação de Estados Tabela de Estados/Saídas Descrição Funcional Detalhada Tipo de flip-flop 8 8 © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 15 4. Exemplo de Síntese - Mealy Etapa 1: Descrição Funcional � circuito tipo Mealy � o comportamento entrada/saída na borda de atuação de clock será: x: 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 y: 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 16 3. Etapas da Metodologia de Síntese Diagrama Lógico do Circuito Projeto dos Blocos Combinatórios Tabela de Excitação Diagrama de Transição de Estados Enunciado Resumido com Palavras 1 2 3 4 5 6 7 8 Tabela de Estados Reduzida Designação de Estados Tabela de Estados/Saídas Descrição Funcional Detalhada Tipo de flip-flop 9 9 © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 17 Etapa 2: Diagrama de Transição de Estados pela descrição funcional e enunciado, pode-se ver que serão necessários pelo menos 4 estados: – A: estado inicial – B: estado que armazena a ocorrência de 1 UM – C: estado que armazena a ocorrência de 2 UNS consecutivos – D: estado que armazena a ocorrênciade 3 ou mais UNS consecutivos 4. Exemplo de Síntese - Mealy © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 18 A B C D 0/0 0/0 0/0 0/1 1/0 1/0 1/0 1/0 Etapa 2: Diagrama de Transição de Estados 4. Exemplo de Síntese - Mealy 10 10 © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 19 3. Etapas da Metodologia de Síntese Diagrama Lógico do Circuito Projeto dos Blocos Combinatórios Tabela de Excitação Diagrama de Transição de Estados Enunciado Resumido com Palavras 1 2 3 4 5 6 7 8 Tabela de Estados Reduzida Designação de Estados Tabela de Estados/Saídas Descrição Funcional Detalhada Tipo de flip-flop © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 20 Etapa 3: Tabela de Estados/Saída x = 0 x = 1xt st A B C D A / 0 A / 0 A / 0 A / 1 B / 0 C / 0 D / 0 D / 0 st+1 / zt 4. Exemplo de Síntese - Mealy 11 11 © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 21 3. Etapas da Metodologia de Síntese Diagrama Lógico do Circuito Projeto dos Blocos Combinatórios Tabela de Excitação Diagrama de Transição de Estados Enunciado Resumido com Palavras 1 2 3 4 5 6 7 8 Tabela de Estados Reduzida Designação de Estados Tabela de Estados/Saídas Descrição Funcional Detalhada Tipo de flip-flop © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 22 Etapa 4: Tabela de Estados Reduzida Não é possível simplificar a tabela anterior Etapa 5: Designação dos Estados Como existem 4 estados, n é igual a 2 s y1 y2 A 0 0 B 0 1 C 1 1 D 1 0 4. Exemplo de Síntese - Mealy 12 12 © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 23 3. Etapas da Metodologia de Síntese Diagrama Lógico do Circuito Projeto dos Blocos Combinatórios Tabela de Excitação Diagrama de Transição de Estados Enunciado Resumido com Palavras 1 2 3 4 5 6 7 8 Tabela de Estados Reduzida Designação de Estados Tabela de Estados/Saídas Descrição Funcional Detalhada Tipo de flip-flop © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 24 x = 0 x = 1xty1t y2t 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 / 0 0 0 / 0 0 0 / 0 0 0 / 1 0 1 / 0 1 1 / 0 1 0 / 0 1 0 / 0 A tabela de estados/saída assume então a seguinte forma: y1t+1 y2t+1 / zt Etapa 5: Designação dos Estados 4. Exemplo de Síntese - Mealy 13 13 © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 25 3. Etapas da Metodologia de Síntese Diagrama Lógico do Circuito Projeto dos Blocos Combinatórios Tabela de Excitação Diagrama de Transição de Estados Enunciado Resumido com Palavras 1 2 3 4 5 6 7 8 Tabela de Estados Reduzida Designação de Estados Tabela de Estados/Saídas Descrição Funcional Detalhada Tipo de flip-flop © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 26 x = 0 x = 1xty1t y2t 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 Etapa 6: Tabela de Excitação D1t D2t Supondo que deva-se usar flip-flops tipo D ↑: 4. Exemplo de Síntese - Mealy 14 14 © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 27 3. Etapas da Metodologia de Síntese Diagrama Lógico do Circuito Projeto dos Blocos Combinatórios Tabela de Excitação Diagrama de Transição de Estados Enunciado Resumido com Palavras 1 2 3 4 5 6 7 8 Tabela de Estados Reduzida Designação de Estados Tabela de Estados/Saídas Descrição Funcional Detalhada Tipo de flip-flop © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 28 Etapa 7: Projeto dos Blocos Combinatórios 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 y1 y2 0 1 x 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 y1 y2 0 1 x 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 y1 y2 0 1 x z D1 D2 z = x’ y1 y2’ D1 = x y2 + x y1 D2 = x y1’ 4. Exemplo de Síntese - Mealy 15 15 © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 29 3. Etapas da Metodologia de Síntese Diagrama Lógico do Circuito Projeto dos Blocos Combinatórios Tabela de Excitação Diagrama de Transição de Estados Enunciado Resumido com Palavras 1 2 3 4 5 6 7 8 Tabela de Estados Reduzida Designação de Estados Tabela de Estados/Saídas Descrição Funcional Detalhada Tipo de flip-flop © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 30 4. Exemplo de Síntese – Mealy – Etapa 8: Diagrama Lógico 16 16 © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 31 AA B C DD D D A CLOCK Entrada x : 011111101, nos instantes Saída z : 000000010, nos instantes B • • • • • • • • • • • • • • • • 1º ZERO s z x FIGURA 9.6 - DIAGRAMA DE SINAIS • Eranzini / 1996 Carta de tempos 4. Exemplo de Síntese - Mealy © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 32 Enunciado: Projetar um circuito sequencial síncrono que reconhece o primeiro ZERO após a ocorrência de três ou mais UNS consecutivos. Adotar uma solução do tipo Moore e flip-flops tipo D. 5. Exemplo de Síntese - Moore 17 17 © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 33 3. Etapas da Metodologia de Síntese Diagrama Lógico do Circuito Projeto dos Blocos Combinatórios Tabela de Excitação Diagrama de Transição de Estados Enunciado Resumido com Palavras 1 2 3 4 5 6 7 8 Tabela de Estados Reduzida Designação de Estados Tabela de Estados/Saídas Descrição Funcional Detalhada Tipo de flip-flop © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 34 Etapa 1: Detalhamento da Descrição Funcional O enunciado é o mesmo do primeiro exemplo, mas para melhor entender o comportamento entrada/saída é melhor desenhar a carta de tempos. 5. Exemplo de Síntese - Moore 18 18 © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 35 • • 1º UM 2º UM 3º UM 4º UM 1º ZERO 1º UM CLOCK inicialESTADOS • • • • z x A B BEDDC FIGURA 9.7 - COMPORTAMENTO ENTRADA X SAÍDA DO 2º EXEMPLO s Eranzini / 1996 Carta de tempos 5. Exemplo de Síntese - Moore © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 36 3. Etapas da Metodologia de Síntese Diagrama Lógico do Circuito Projeto dos Blocos Combinatórios Tabela de Excitação Diagrama de Transição de Estados Enunciado Resumido com Palavras 1 2 3 4 5 6 7 8 Tabela de Estados Reduzida Designação de EstadosTabela de Estados/Saídas Descrição Funcional Detalhada Tipo de flip-flop 19 19 © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 37 Etapa 2: Diagrama de Transição de Estados Serão necessários pelo menos 5 estados: – A: estado inicial – B: armazena a ocorrência do primeiro UM – C: armazena a ocorrência do segundo UM consecutivo – D: armazena a ocorrência do terceiro e demais UNS consecutivos – E: armazena o primeiro ZERO após três ou mais UNS consecutivos 5. Exemplo de Síntese - Moore © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 38 A (0) B (0) C (0) D (0) 0 0 0 1 1 1 1 1 E (1) 00 Etapa 2: Diagrama de Transição de Estados 5. Exemplo de Síntese - Moore 20 20 © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 39 3. Etapas da Metodologia de Síntese Diagrama Lógico do Circuito Projeto dos Blocos Combinatórios Tabela de Excitação Diagrama de Transição de Estados Enunciado Resumido com Palavras 1 2 3 4 5 6 7 8 Tabela de Estados Reduzida Designação de Estados Tabela de Estados/Saídas Descrição Funcional Detalhada Tipo de flip-flop © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 40 Etapa 3: Tabela de Estados/Saída x = 0 x = 1xt st A B C D A A A E B C D D E zt A B 0 0 0 0 1 5. Exemplo de Síntese - Moore 21 21 © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 41 3. Etapas da Metodologia de Síntese Diagrama Lógico do Circuito Projeto dos Blocos Combinatórios Tabela de Excitação Diagrama de Transição de Estados Enunciado Resumido com Palavras 1 2 3 4 5 6 7 8 Tabela de Estados Reduzida Designação de Estados Tabela de Estados/Saídas Descrição Funcional Detalhada Tipo de flip-flop © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 42 Etapa 4: Tabela de Estados Reduzida Não é possível simplificar a tabela anterior Etapa 5: Designação dos Estados Como são necessários 5 estados, n é igual a 3 e utilizaremos a seguinte designação (arbitrária): s y1 y2 A 0 0 0 B 0 1 0 C 1 1 0 D 1 0 0 y3 E 0 0 1 F 0 1 1 G 1 1 1 H 1 0 1 s y1 y2 y3 5. Exemplo de Síntese - Moore 22 22 © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 43 3. Etapas da Metodologia de Síntese Diagrama Lógico do Circuito Projeto dos Blocos Combinatórios Tabela de Excitação Diagrama de Transição de Estados Enunciado Resumido com Palavras 1 2 3 4 5 6 7 8 Tabela de Estados Reduzida Designação de Estados Tabela de Estados/Saídas Descrição Funcional Detalhada Tipo de flip-flop © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 44 H X X x = 0 x = 1xt st F G X X X X zt X X X Existem duas alternativas para tratar os casos não especificados: Alternativa 1: Não especificar Etapa 5: Designação dos Estados 5. Exemplo de Síntese - Moore 23 23 © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 45 Alternativa 2: Impor que o estado seguinte seja o estado inicial e a saída seja 0 H A A x = 0 x = 1xt st F G A A A A zt 0 0 0 Etapa 5: Designação dos Estados 5. Exemplo de Síntese - Moore © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 46 A B C D E F G H st y1 y2 y3 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 x = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 x = 1 zt 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 s t+1 Etapa 5: Designação dos Estados 5. Exemplo de Síntese - Moore 24 24 © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 47 3. Etapas da Metodologia de Síntese Diagrama Lógico do Circuito Projeto dos Blocos Combinatórios Tabela de Excitação Diagrama de Transição de Estados Enunciado Resumido com Palavras 1 2 3 4 5 6 7 8 Tabela de Estados Reduzida Designação de Estados Tabela de Estados/Saídas Descrição Funcional Detalhada Tipo de flip-flop © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 48 Etapa 6: Tabela de Excitação y1 y2 y3 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 x = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 x = 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 D1 t D2 t D3 t 5. Exemplo de Síntese - Moore 25 25 © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 49 3. Etapas da Metodologia de Síntese Diagrama Lógico do Circuito Projeto dos Blocos Combinatórios Tabela de Excitação Diagrama de Transição de Estados Enunciado Resumido com Palavras 1 2 3 4 5 6 7 8 Tabela de Estados Reduzida Designação de Estados Tabela de Estados/Saídas Descrição Funcional Detalhada Tipo de flip-flop © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 50 Etapa 7: Projeto dos Blocos Combinatórios 00 0 0 0 0 01 0 0 0 1 11 0 0 0 1 10 0 0 0 1 y1y2 / xy3 00 01 11 10 00 0 0 1 1 01 0 0 0 1 11 0 0 0 0 10 0 0 0 0 y1y2 / xy3 00 01 11 10 00 0 0 0 0 01 0 0 0 0 11 0 0 0 0 10 1 0 0 0 y1y2 / xy3 00 01 11 10 D1 = xy2y3’ + x y1y3’ D2 = xy1’y2’ + x y1’y3’ D3 = x’y1y2’y3’ D1 t D2 t D3 t z = y1’y2’y3 5. Exemplo de Síntese - Moore 26 26 © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 51 3. Etapas da Metodologia de Síntese Diagrama Lógico do Circuito Projeto dos Blocos Combinatórios Tabela de Excitação Diagrama de Transição de Estados Enunciado Resumido com Palavras 1 2 3 4 5 6 7 8 Tabela de Estados Reduzida Designação de Estados Tabela de Estados/Saídas Descrição Funcional Detalhada Tipo de flip-flop © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 52 5. Exemplo de Síntese – Moore: 8) Diagrama Lógico do Circuito 27 27 © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II53 6. Simplificação da Tabela de Estados Para se obter um circuito mais simples, é importante reduzir a tabela de estados, quando possível. Esta redução é possível quando existirem na tabela estados equivalentes. Definição: Dois estados são equivalentes quando: � produzem a mesma saída para o mesmo valor das entradas � são levados a estados equivalentes para o mesmo valor das entradas © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 54 Esta noção de estados equivalentes tem as propriedades matemáticas de uma relação de equivalência Existem dois métodos de simplificação: – observação direta – tabelas de implicação 6. Simplificação da Tabela de Estados 28 28 © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 55 6.1. Simplificação por Observação Direta x = 0 x = 1xt st A B C D A / 0 A / 1 A / 0 E / 1 B / 0 C / 0 D / 1 D / 0 E A / 0 B / 0 s t+1 / z t © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 56 x = 0 x = 1xt st A B C D A / 0 A / 1 A / 0 A / 1 B / 0 C / 0 D / 1 D / 0 s t+1 / z t 6.1. Simplificação por Observação Direta 29 29 © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 57 6.2. Simplificação por Tabelas de Implicação Trata-se de um método útil quando o número de estados é muito grande. A idéia é testar iterativamente se estados podem ser equivalentes dois a dois, seguindo um certo procedimento. Para isto, utiliza-se uma tabela de implicação. © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 58 1 2 3 4 5 6 8 10 11 2-10 3-11 4-10 5-11 6-10 5-11 2-4 3-11 5-11 4-6 5-11 4-8 9-11 4-10 2-8 1-3 4-8 1-5 6-8 1-5 1-9 8-10 1-11 4-8 1-11 2-4 1-3 1-5 4-6 1-5 4-10 1-11 1-11 4-8 1-3 2-4 1-5 2-6 1-5 2-10 1-11 2-4 1-11 2-8 2-4 2-4 3-5 2-6 3-5 4-6 2 3 4 5 6 8 10 11 9 (2ª) 4-8 5-9 2-8 3-9 6-8 5-9 4-8 1-9 2-8 1-9 1 2 3 4 5 6 8 10 11 2-10 3-11 6-10 5-11 5-11 4-8 9-11 4-10 1-9 1-5 4-8 1-9 1-11 4-8 1-3 2-6 1-5 2-10 1-11 2-8 1-9 2-6 3-5 4-6 4-8 5-9 2 3 4 5 6 8 10 11 9 (4ª) 2-4 3-5 6-8 5-9 2-8 3-9 2-4 1-5 2 3 4 5 6 8 10 11 9 1 2 3 4 5 6 8 10 11 2-10 3-11 6-10 5-11 5-11 4-10 2-8 1-3 4-8 1-5 6-8 1-5 1-9 8-10 1-11 2-4 1-3 1-5 4-6 1-5 4-8 1-9 4-10 1-11 1-11 4-8 1-3 2-6 1-5 2-8 1-9 2-4 2-6 3-5 4-6 2-8 3-9 4-8 5-9 6-8 5-9 2-8 2-4 3-5 4-8 9-11 2-4 1-11 (3ª) 2 3 4 5 6 8 10 11 9 1 2 3 4 5 6 8 10 11 2-10 3-11 4-10 5-11 6-10 5-11 8-10 9-11 2-4 3-11 5-11 4-6 5-11 4-8 9-11 4-10 2-8 1-3 4-8 1-5 6-8 1-5 1-9 8-10 1-11 4-8 1-11 2-4 1-3 1-5 4-6 1-5 4-8 1-9 4-10 1-11 1-11 4-8 1-3 2-4 1-5 2-6 1-5 2-10 1-11 2-8 1-9 2-4 1-11 2-8 2-4 2-4 3-5 2-6 3-5 4-6 2-8 3-9 4-8 5-9 6-8 5-9 (1ª) 8-10 9-11 4-10 5-11 8-10 9-11 2-4 3-11 4-6 5-11 4-8 1-11 2-4 1-5 2-10 1-11 8-10 9-11 4-10 5-11 2-4 3-11 4-6 5-11 2-8 1-3 4-8 1-5 6-8 1-5 8-10 1-11 4-8 1-11 2-4 1-3 4-6 1-5 4-10 1-11 2-4 1-11 2-8 2-4 FIGURA 9.16 - TABELAS DE IMPLICAÇÃO ( A SERM COMPLETADAS DURANTE A AULA) Eranzini / 1996 6.2. Simplificação por Tabelas de Implicação 30 30 © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 59 Lição de Casa � Leitura Obrigatória: – Capítulo 7.0, ítem 7.4 do Livro Texto. � Exercícios Obrigatórios: – Capítulo 7.0 do Livro Texto. © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 60 Livro Texto �Wakerly, J.F.; Digital Design – Principles & Practices; Fourth Edition, ISBN: 0-13-186389-4, Pearson & Prentice-Hall, Upper Saddle, River, New Jersey, 07458, 2006. 31 31 © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 61 Bibliografia Adicional Deste Assunto � Dias, Francisco José de Oliveira; Introdução aos Circuitos de Chaveamento; Apostila, PEL/EPUSP, 1.980; � Fregni, Edson; Ranzini, Edith; Teoria da Comutação: Introdução aos Circuitos Digitais (Partes 1 e 2); Apostila PCS/EPUSP, Outubro de 1.999; © Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 62 Bibliografia Adicional Deste Assunto � Hill, Frederic and Peterson, Gerald; Introduction to Switching Theory and Logical Design; Ed. John Wiley and Sons, 1.974; � Ranzini, Edith; Circuitos de Chaveamento (notas de aula); Apostila, EPUSP, 1.983.
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