A fő hátránya a kombinációs áramkör vagyis nem használ memóriát a jelenlegi és az előző állapotok mentésére. Ezért az előző bemeneti állapotnak nincs hatása az áramkör jelenlegi állapotára. Míg a szekvenciális áramkör rendelkezik memóriával, így a kimenet a bemenettől függően változhat. Az ilyen típusú áramkörök korábbi bemenetet, kimenetet, órát és memóriaelemet használnak. Itt a memóriaelemek lehetnek reteszek vagy papucsok. A szekvenciális áramköröket különféle módszerekkel tervezik, például ROM-ok és flipek, PLA-k, CPLD-k (összetett programozható logikai eszköz) , FPGA-k (terepi programozható kaputömb) . Ebben a cikkben csak arról fogunk tárgyalni, hogyan lehet szekvenciális áramkört tervezni PLA-k segítségével.
A szekvenciális áramkör blokkvázlata az alábbiak szerint:
A szekvenciális áramkör blokkvázlata
Szekvenciális áramkörök tervezése PLA-k segítségével
Szekvenciális áramkörök PLA-k (Programozható logikai tömbök) és papucsok segítségével valósíthatók meg. Ebben a tervezésben az állapot hozzárendelés azért lehet fontos, mert egy jó állapot hozzárendelés használata csökkentheti a szükséges termékszámok számát, és ezáltal a PLA szükséges méretét. A literálok összekapcsolásaként definiált termék kifejezés, ahol minden literál változó vagy tagadója.
Tekintsük a kódot átalakítóvá. Az alábbi táblázatban látható állapottáblázat egy PLA és három alkalmazásával valósítható meg papucs ábra szerint. Ez az áramköri konfiguráció nagyon hasonlít a ROM flip-flop alapú tervezéshez, azzal a különbséggel, hogy a ROM helyére megfelelő méretű PLA lép. Az állapot hozzárendelés az alább megadott igazságtáblához vezet. Ez a táblázat egy PLA-ban tárolható négy bemenettel, 13 termékkifejezéssel és négy kimenettel, de ez a 16 szóból álló ROM-hoz képest csekély méretet kínálna.
| X Q1 Q2 Q3 | D1-vel D2 D3-val |
| 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 | 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 X X X X 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 X X X X X X X X |
Táblázat: Igazságtábla
AJÁNDÉK ÁLLAPOT
| KÖVETKEZŐ ÁLLAM X = 0 1 | AJÁNDÉK KIMENET (Z) |
| NAK NEK | IDŐSZÁMÍTÁSUNK ELŐTT | 1 0 |
B C | D E És E | 1 0 0 1 |
D IS | H H H M | 0 1 1 0 |
H M | A A NAK NEK - | 0 1 1 - |
Táblázat: Állapot táblázat
Szekvenciális áramkörök tervezése PLA használatával
A Karnaugh Map által levezetett bemeneti kimeneti egyenletek
Mivel hét állapot van, három D papucsra van szükség. Tehát egy PLA áramkörre van szükség 4 bemenettel és 4 kimenettel. Ha figyelembe vesszük a kódátalakító állapot-hozzárendelését, a kapott kimeneti egyenlet és a Karnaugh-ból levezetett D flip-flop bemeneti egyenletek a következő egyenleteket írhatják fel
D1 = Q1 + = Q2 ”
D2 = Q2 + = Q2 ”
D3 = Q3 + = Q1 Q2 Q3 = X ”Q1 Q3” = X Q1 ”Q2”
Z = X „Q3” + X Q3
| X Q1 Q2 Q3 | D1-vel D2 D3-val |
- - 0 - - 1 - - - 1 1 1 0 1 - 0 1 0 0 - 0 - - 0 tizenegy
| 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0
|
Az ezen egyenleteknek megfelelő PLA táblázatot a fenti táblázat tartalmazza. Ez a táblázat úgy valósítható meg, hogy a PLA-t négy bemenettel, hét termékkifejezéssel és négy kimenettel együtt használjuk. A fenti tervezés működésének kezdeti ellenőrzéséhez tegyük fel, hogy X = 0 és Q1Q2Q3 = 000. Ez kiválasztja a táblázat - - 0- és 0 - - -0 sorait, tehát Z = 0 és D1D2D3 = 100. Az aktív óraszél után Q1Q2Q3 = 100. Ha a következő bemenet X = 1, akkor a - - 0 - és - 1- - sorokat választjuk, tehát Z = 0 és D1D2D3 = 110. Az aktív óraszél után Q1Q2Q3 = 110.
Programozható logikai tömb (PLA)
A programozható logikai tömb egy programozható logikai eszköz. Általában kombinációs logikai áramkörök megvalósítására használják. A PLA rendelkezik programozható ÉS síkok készlettel (AND tömb), amelyek összekapcsolódnak egy programozható VAGY sík (OR tömb) halmazával, amelyek ezt követően ideiglenesen kiegészíthetők egy kimenet előállításához. Ez az elrendezés nagyszámú logikai függvény szintetizálását teszi lehetővé a termékek összege (SOP) kánoni formák. Az alábbiakban a PLA egyszerű blokkvázlatát mutatjuk be.
A PLA blokkvázlata
A fő különbség a PLA és a PAL (programozható tömblogika) között az,
PLA: Mindkettő ÉS sík és VAGY sík programozhatók.
PAL: Csak az AND sík programozható, míg a VAGY sík fix.
A PLA jobb megértése érdekében itt az alábbi példát vesszük figyelembe.
Próbáljuk meg ezeket az f1 és f2 függvényeket megadni
Az x1, x2, x3 bemenetek és a hozzájuk tartozó kiegészített jelek a programozható ÉS síkhoz kerülnek, ott kapjuk az ÉS sík kimeneteket P1, P2, P3 hívott mintermekként. Ezután ezeket a jeleket egy programozható VAGY síkhoz juttatjuk, hogy előállítsuk az előírt f1 és f2 kimeneti függvényt (a termékek összege). Az alábbi ábra a PLA kapu szintű megvalósítását írja le az adott funkcionalitáshoz.
A PLA végrehajtása
Itt arról van szó, hogy szekvenciális áramköröket tervezzünk PLA segítségével. Úgy gondoljuk, hogy az ebben a cikkben megadott információk hasznosak a koncepció jobb megértéséhez. Ezenkívül a cikkel kapcsolatos bármilyen kérdése vagy bármilyen segítség elektromos és elektronikai projektek végrehajtása , akkor fordulhat hozzánk az alábbi megjegyzés szakasz kommentálásával. Itt van egy kérdés az Ön számára, Mit jelent szekvenciális áramkör?
