Revisão de Circuitos Lógicos
MO801/MC912
Conteúdo
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Níveis lógicos
Portas lógicas
Formas de onda
Sinais básicos
Elementos de armazenamento
Registradores
Máquinas de estado
Representação de números em binário
Dúvidas?
• Siga as referências da página
– Procure por livros de circuitos lógicos
• Entre em contato
• Trabalharemos em alto nível, mas os
conceitos de circuitos lógicos são muito
importantes
Níveis Lógicos
• Lógica positiva
(padrão)
– 1 = ligado
– 0 = desligado
• Analogia
x = 1
• Lógica negativa
– 0 = ligado
– 1 = desligado
x = 0
Níveis Lógicos
Voltage
V DD
Logic value 1
V 1,min
Undefined
V 0,max
Logic value 0
V SS (Gnd)
Níveis Lógicos - Representações
• Uso do terra
• Níveis lógicos
1
C
Bateria
x
L
Luz
L
Luz
C
Bateria
x
0
Tri-state
• Qual o valor de x?
• A luz acende?
1
x
1
x
0
L
0
Níveis lógicos fracos
• Quais os valores de
x1 e x2?
x1
• As lâmpadas
acendem?
x2
x1
x2
L
L
Níveis lógicos fortes e fracos
• Quais os valores de
x1, x2, y1 e y2
x1
x2
• O que acontece ao
ligar
x1 x2 y1 y2
y1
y2
x1
x2
y1
y2
Portas Lógicas
x1
x2
x1
x2
x1 ×x2 ××xn
x1 ×x2
xn
AND
x1
x2
x1
x2
x1 + x2 + + xn
x1 + x2
xn
s0
s1
OR
x
1
x
x2
XOR
x
NOT
w0
w1
w2
w3
00
01
10
11
f
Multiplexador
MUX
Formas de Ondas
1
x
1 0
x 1
2 0
A
1
0
B
1
0
f
1
0
Tempo
Real
Sinais Básicos
• Clock
– Freqüência
– Período
– Duty Cycle
– Como é calculado?
• Reset
– Em geral, ativo em nível zero
– Síncrono
– Assíncrono
Clock
• Período
1
0
Tempo
• É dado pelo caminho crítico do circuito
• Circuito síncrono x assíncrono
Elementos de Armazenamento
Preset
Q
D
Clock
Q
Flip-Flop
D
Enable
Q
Q
Latch
D
Clock
Q
Q
Clear
Flip-Flop
Registrador de Deslocamento
In
Clock
D
Q
Q1
D
Q
Q
Q2
D
Q
Q
Q
In
Q1
Q2
Q3
Q4 = Out
t0
1
0
0
0
0
t1
0
1
0
0
0
t2
1
0
1
0
0
t3
1
1
0
1
0
t4
1
1
1
0
1
t5
0
1
1
1
0
t6
0
0
1
1
1
t7
0
0
0
1
1
Q3
D
Q
Q
Q4
Out
Registrador de Deslocamento
Parallel output
Q3
D
Q
Q
Serial
input
Shift/Load
Q2
D
Q
Q
Parallel input
Q1
D
Q
Q
Q0
D
Q
Q
Clock
Contador (Flip-Flop T)
1
T
Clock
Q
T
Q
Q
T
Q
Q0
Q
Q
Q1
Q2
(a) Circuit
Clock
Q0
Q1
Q2
Count
0
1
2
3
4
5
(b) Timing diagram
6
7
0
Contador Decrescente
1
T
Clock
Q
T
Q
Q
T
Q
Q0
Q
Q
Q1
Q2
(a) Circuit
Clock
Q0
Q1
Q2
Count
0
7
6
5
4
3
(b) Timing diagram
2
1
0
Contador com Enable
Enable
Clock
Clear
T
Q
Q
T
Q
Q
T
Q
Q
T
Q
Q
Contador com Flip-Flop D
Enable
D Q
Q0
Q
D Q
Q1
Q
D Q
Q2
Q
D Q
Q3
Q
Clock
Output
carry
Contador com
Load
Enable
D0
0
1
D Q
Q0
Q
D1
0
1
D Q
Q1
Q
D2
0
1
D Q
Q2
Q
D3
0
1
D Q
Q3
Q
Output
carry
Load
Clock
Contador Módulo 6 (Reset Assíncrono)
1
T
Clock
Q
Q0
Q
T
Q
Q
T
Q1
Q
Q2
Q
(a) Circuit
Clock
Q0
Q1
Q2
Count 0
1
2
3
4
(b) Timing diagram
5
0
1
2
Conectando um Registrador a um
Barramento
Bus
R 1out
D
R 2out
Q
D
Q
Q
D
Q
R 1in
Q
D
Q
Q
R 2in
Clock
R1
Q
R2
Usando Multiplexador para
Conectar a um Barramento
Bus
R 1 in
R 2 in
R1
R2
Clock
Data
S0
Multiplexers
Sj – 1
Rk in
Rk
Máquinas de Estados
• Forma geral de uma máquina de estados
W
Combinational
circuit
Clock
• Máquina de Moore
• Máquina de Mealy
Flip-flops
Q
Combinational
circuit
Z
Máquina de Moore
Y1
w
y1
Combinational
circuit
Combinational
circuit
Y2
Clock
y2
z
Exemplo de Diagrama de Tempo
t0
1
Clock
0
1
w
0
y1
y2
1
0
1
0
z
1
0
t1
t2
t3
t4
t5
t6
t7
t8
t9
t 10
Diagrama de Estados de um Contador
w = 0
w = 0
w = 1
A/0
w = 0
w = 1
B/1
w = 0
w = 1
C/2
D/3
w = 1
w = 1
H/7
G/6
w = 1
w = 0
F/5
w = 1
w = 0
E/4
w = 1
w = 0
w = 0
Tabela de Estados de um Contador
Next state
Present
state
w= 0
w= 1
A
B
C
D
E
F
G
H
A
B
C
D
E
F
G
H
B
C
D
E
F
G
H
A
Output
0
1
2
3
4
5
6
7
Tabela de Estados de um Contador
Present
state
y2 y1 y0
A
B
C
D
E
F
G
H
000
001
010
011
100
101
110
111
Next state
w= 0
w= 1
Y2 Y 1 Y 0
Y2 Y 1 Y0
000
001
010
011
100
101
110
111
001
010
011
100
101
110
111
000
Count
z2z1z0
000
001
010
011
100
101
110
111
Hazards (glitches)
1
0
0 0
1 1
(a) Static hazard
1
0
0 1
1 0
(b) Dynamic hazard
Representação de Números em Binário
• Números negativos?
– Complemento de 2
• Operações básicas
–
–
–
–
Soma
Subtração
Multiplicação
Divisão
• Deslocamentos
– Multiplicação ou
divisão por 2
(Problemas?)