シーケンシャル論理回路チュートリアルの概要

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シーケンシャル 論理回路 はバイナリ回路の形式であり、その設計では1つ以上の入力と1つ以上の出力を使用します。これらの状態は、前の状態に依存するいくつかの明確なルールに関連しています。入力と出力の両方が、ロジック0(ロー)またはロジック1(ハイ)の2つの状態のいずれかに到達できます。これらの回路では、それらの出力は、入力での論理状態の組み合わせだけでなく、以前に存在した論理状態にも依存します。言い換えると、それらの出力は、回路入力で発生するイベントのシーケンスに依存します。このような回路の例には、クロック、フリップフロップ、バイステーブル、カウンタ、メモリ、およびレジスタが含まれます。回路の動作は、基本的なサブ回路の範囲によって異なります。

シーケンシャル論理回路とは何ですか?

異なる 組み合わせ論理回路 入力に適用される実際の信号に応じて状態を変更できます。同時に、シーケンシャルロジック回路には、以前の入力状態だけでなく、個人が実際に存在し、ある種の「前」と「後」の効果が順序論理回路に関係しています。入力のない非常に単純な順序回路は、フィードバックループを形成するためにインバーターを使用して作成できます。




シーケンシャル論理回路のブロック図

シーケンシャルロジック回路のブロック図

シーケンシャル論理回路の設計手順

  1. この手順には、次の手順が含まれます
  2. まず、状態図を導き出します
  3. 状態テーブルまたは状態図などの等価表現として使用します。
  4. 状態の数は、状態削減手法によって削減できます。
  5. 必要なフリップフロップの数を確認します
  6. タイプを選択してください ビーチサンダル 使用する
  7. 励起方程式を導き出す
  8. マップまたはその他の簡略化方法を使用して、出力関数とフリップフロップ入力関数を導出します。
  9. 論理図または論理図を取得できるブール関数のリストを描画します。

シーケンシャル論理回路の種類

順序回路には次の3つのタイプがあります。



  • イベント駆動型
  • クロック駆動
  • パルス駆動
シーケンシャル論理回路の種類

シーケンシャル論理回路の種類

イベント駆動型: –有効にするとすぐに状態を変更できる非同期回路。非同期(基本モード)順序回路:動作は、時間の経過とともに連続的に変化する入力信号の配置に依存し、出力はいつでも変化する可能性があります(クロックレス)。

クロック駆動: 特定のクロック信号に同期する同期回路。同期(ラッチモード)順序回路:動作は、クロックと呼ばれるタイミング信号を使用して同期を実現する回路の知識から定義できます。

パルス駆動: これは、トリガーパルスに応答する2つの混合物です。


シーケンシャル論理回路の例

時計

ほとんどの順序回路の状態変化は、自走クロック信号によって指定された時間に発生します。名前が示すように、順序論理回路には、イベントを順序付けることができる手段が必要です。

クロックシーケンシャル回路

クロックシーケンシャル回路

状態変化はクロックによって制御されます。 「クロック」は、正確なパルス幅と連続するパルス間の正確な間隔でパルスを送信する特別な回路です。連続するパルス間の間隔は、クロックサイクル時間と呼ばれます。クロック速度は通常、メガヘルツまたはギガヘルツで測定されます。

ビーチサンダル

組み合わせ回路の基本的な構成要素は 論理ゲート 確かに、順序回路の基本的な構成要素はフリップフロップです。フリップフロップは、シフトレジスタ、カウンタ、およびメモリデバイスでより適切に使用されます。 1ビットのデータを保存できるストレージデバイスです。フリップフロップには、QおよびQ ’というラベルの付いた2つの入力と2つの出力があります。これは正常であり、補完します。

ビーチサンダル

ビーチサンダル

バイステーブル

ほとんどの場合、バイステーブルはボックスまたは円で示されます。バイステーブル内またはその周囲の線は、バイステーブルとしてマークするだけでなく、それらがどのように機能するかも示します。バイステーブルには、ラッチとフリップフロップの2つのタイプがあります。バイステーブルには2つの安定状態があり、1つはSETで、もう1つはRESETです。これらのステージのいずれかを無期限に保持できるため、保管目的に役立ちます。ラッチとフリップフロップは、ある状態から別の状態に変化する方法が異なります。

双安定入力および出力波形

双安定入力および出力波形

カウンター

カウンター は、クロックパルスの適用時に所定の状態シーケンス全体を通過するレジスタです。別の見方をすれば、カウンタは、状態図が単一サイクルであるある種の順序回路です。言い換えると、カウンターは有限状態マシンの特定のケースです。通常、出力は状態値です。

基本的なカウンタ回路

基本的なカウンタ回路

カウンターには、非同期カウンター(リップルカウンター)と同期カウンターの2種類があります。非同期カウンターはクロック信号(CLK)であり、最初のFFをクロックするために使用されます。各FF(最初のFFを除く)は、先行するFFによってクロックされます。同期カウンタは、すべてのFFに対して機能するクロック信号(CLK)です。つまり、すべてのFFが同じクロック信号を共有します。したがって、出力は同時に変化します。

レジスター

レジスタはクロック順回路です。レジスタは、各フリップフロップが1ビットの情報を格納できるフリップフロップのコレクションです。 nビットレジスタはn個のフリップフロップで構成され、nビットの情報を格納できます。フリップフロップに加えて、レジスタには通常、いくつかの単純なタスクを実行するための組み合わせロジックが含まれています。フリップフロップはバイナリ情報を保持します。情報がどのようにレジスタにシフトされるかを決定するためのゲート。カウンターは特殊なタイプのレジスターです。カウンターは、あらかじめ決められた一連の状態を通過します。

レジスタ回路

レジスタ回路

思い出

メモリ要素は、将来のある時点で利用可能な過去の値を作成するものであれば何でもかまいません。つまり、バイナリ値を保持できるデバイスです。通常、メモリ要素はフリップフロップです。回路の「現在の状態」と見なされるメモリ出力は、数値ラベルです。状態は、現在の出力を定義するために必要な過去に関するすべての情報を具体化します。

組み合わせ論理回路と順次論理回路の違い

組み合わせ回路 順序回路
出力がいつでもその瞬間に存在する入力のみに依存する回路は、組み合わせ回路として知られています。即時の出力が現在の入力だけでなく過去の出力にも依存する回路は、順序回路として知られています。
これらのタイプの回路にはメモリユニットがありません。これらのタイプの回路には、過去の出力を保存するためのメモリユニットがあります。
それはより速いです。遅いです。
これらは設計が簡単です。これらは設計が困難です。
組み合わせ回路の例は、半加算器、全加算器、振幅コンパレータ、マルチプレクサ、デマルチプレクサなどです。順序回路の例は、フリップフロップ、レジスタ、カウンタ、クロックなどです。

コンピュータ回路は、組み合わせ論理回路と順序論理回路で構成されています。組み合わせ回路は、入力が変化するとすぐに出力を生成します。順序回路には、状態の変化を制御するためのクロックが必要です。基本的な順序回路ユニットはフリップフロップであり、SR、JK、およびDフリップフロップの動作を知ることが最も重要です。さらに、この回路に関する質問や 電気および電子プロジェクト 、下のコメントセクションにコメントしてフィードバックをお寄せください。ここにあなたへの質問があります、順序論理回路の機能は何ですか?

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