SISTEMAS DIGITAIS
Síntese com
um flip-flop por estado
Prof. Carlos Sêrro
Adaptado para lógica positiva por Guilherme Arroz
Dezembro de 2005
Sistemas Digitais
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Métodos de síntese
Prof. Carlos Sêrro

A síntese clássica que estudámos
anteriormente tem um inconveniente: é
morosa e complexa quando o número de
entradas externas, de saídas e de estados
é muito elevado
 Os quadros de Karnaugh e as tabelas de
excitações e de saídas são muito grandes

Seria interessante outro método de
síntese que fosse mais simples
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Métodos de síntese
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
Existem várias alternativas de síntese,
mais ou menos complexas
 Usando contadores, registos, etc.


No nosso curso vamos estudar um outro
método, designado por síntese com 1 FF
por estado
O logigrama do circuito (o “produto” final
do processo) é obtido directamente a
partir do diagrama de estados
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Métodos de síntese
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

Este método não usa tabelas de excitação
nem quadros de Karnaugh
Naturalmente, trocamos a simplicidade da
síntese por mais lógica
 Mais FFs: em vez do número mínimo de FFs,
usamos 1 FF por estado

Ex: para 5 estados usamos 5 FFs, em vez de 3
 Mais lógica nas excitações (porque usamos
mais FFs)
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Síntese c/ 1 FF por estado
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
O princípio em que se baseia este método
resulta de conseguirmos estabelecer uma
relação biunívoca entre partes do
diagrama de estados e partes do
logigrama final do circuito
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Síntese c/ 1 FF por estado
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

Quando a máquina está num determinado
estado actual, a saída desse FF, no
circuito, está activa, e as saídas dos
outros estão inactivas
Com o aparecimento de um flanco de
comutação, a máquina passa ao estado
seguinte, e o FF correspondente a esse
estado passa agora a ter a sua saída
activa e os outros não
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Síntese c/ 1 FF por estado
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


Em resumo, em cada período de relógio
apenas um FF tem a saída activa
Ou seja, obtemos, no fim, uma espécie de
registo de deslocamento complexo
Evidentemente, temos de definir um
estado inicial para a máquina, activando a
saída desse FF e desactivando todas as
outras
 Activando inicialmente as entradas de Preset
e de Clear assíncronas
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Síntese c/ 1 FF por estado
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
Consideremos de novo o diagrama de
estados de Mealy do detector de
sequências 0101 sobrepostas, e vamos
sintetizá-lo com 1 FF por estado
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Síntese c/ 1 FF por estado
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

Começamos por
perceber que, se
temos 4 estados
vamos ter 4 flip-flops
A seguir convém
estabelecer o estado
inicial, A, fazendo o
Preset assíncrono do
FF A e o Clear dos
restantes
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Síntese c/ 1 FF por estado
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
O estado A é estado
seguinte do estado
actual A se X=1, ou do
estado actual C se
X=1
DA = QA X + QC x
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Síntese c/ 1 FF por estado
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
O estado B é estado
seguinte do estado
actual A se X=0, ou do
estado actual B se
X=0, ou do estado
actual D se X=0
DB = QA X + QB X + QD X
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Síntese c/ 1 FF por estado
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
O estado C é estado seguinte do estado
actual B se X=1, ou do estado actual D se
X=1
DC = QB X + QD X
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Síntese c/ 1 FF por estado
O estado D é estado seguinte do estado
actual C se X=0
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
QD = QC X
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Finalmente, a saída Z vem a 1 no estado D
se e só se X=1
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
Z = QD X
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Síntese c/ 1 FF por estado
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
Transição incondicional
 Vamos incondicionalmente de um estado actual
A para um estado seguinte B (qualquer que
seja o valor lógico nas entradas, no exemplo X)
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
Transição incondicional
 Quando a máquina está no estado A, a saída do
FF A está activa e a do FF B está inactiva
 Quando a máquina passa ao estado B, a saída
do FF B vem activa e a do FF A vem inactiva
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
Transição condicionada ou “fork”
 Vamos de um estado actual A para um de
vários estados seguintes, consoante o valor
lógico numa ou mais entradas (no exemplo
apenas uma entrada, X, logo transita-se de A
para B ou para C)
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Síntese c/ 1 FF por estado
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
Transição condicionada ou “fork”
 Quando a máquina está no estado A, a saída do
FF A está activa e as dos outros estão
inactivas
 Quando a máquina passa ao estado B, por
exemplo,a saída do FF B vem activa e as dos
outros vêm inactivas
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Síntese c/ 1 FF por estado
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
Convergência ou “join”
 Vamos de um de entre vários estados actuais
para um estado seguinte comum
 Na sua forma mais simples, essas transições
não dependem dos valores lógicos nas entradas
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Síntese c/ 1 FF por estado
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
Saídas de Mealy ou saídas condicionadas
 Os dois exemplos possíveis são Z=X ou Z=X
Z=X
Z=X
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Saídas de Mealy ou saídas condicionadas
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
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
Saídas de Moore ou saídas incondicionais
 Os dois exemplos possíveis são Z=0 ou Z=1
Z=1
Z=0
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Saídas de Moore ou saídas incondicionais
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
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