Inhoud: Opeenvolgende logika

Sekwensiële logika definisie:

'n Tipe logika waarin die vorige volgordetoestand van insette sowel as huidige insette die huidige uitsettoestand kan beïnvloed.

Wat is sekwensiële logikakring?

Die sekwensiële logikakring is 'n gekombineerde vorm van die kombinasiestroombaan met 'n basiese geheue-element. Met die teenwoordigheid van 'n geheue-element kan die stroombaan vorige toevoer- en uitsettoestande stoor. Terselfdertyd staan ​​die sekwensiële logikakring algemeen bekend as 'n twee-toestand of bistabiele toestel omdat dit slegs twee stabiele toestande, '0' en '1', een toestand op 'n slag het. Die geheue-element in die stroombaan kan een bietjie op 'n slag stoor.

Hierdie tipe stroombaan het 'n eindige aantal insette met 'n eindige aantal uitsette. As gevolg van die geheue-element bied hierdie stroombaan die oplossing vir ons baie probleme. 'n Sekwensiële logikakring word hoofsaaklik gebruik as 'n register, teller, analoog na digitaal omskakelaar (ADC), ens.

Opeenvolgende logikadiagram | Sekwensiële logika-argitektuur :

Tipes opeenvolgende logiese stroombane:

Oor die algemeen kan ons die opeenvolgende logikakring in twee basiese tipes onderskei:

• A. Asinchrone opeenvolgende logikakring.
• B. Sinchroniese sekwensiële logikakring.

Sinchroniese opeenvolgende logiese stroombane:

Die uitset van hierdie logiese stroombaan hang af van die insetpuls en die klokpuls van die stroombaan. Die stroombaan is gesinchroniseer met die klok, dit wil sê die uitset kan slegs na 'n beperkte tydsinterval verander. Hier is geheue element en die klok 'n noodsaaklikheid. Sonder enige klokpuls sal daar geen verandering in uitset wees nie. Vir 'n verandering in een toestand-uitset na 'n ander, wag hierdie stroombaan vir die volgende verandering in klokpuls.

Hierdie tipe stroombaan kan gebruik word om al die elemente teenwoordig in die stroombaan te sinchroniseer, prakties om op 'n verandering in inset te reageer. Daar is 'n behoefte aan 'n beperkte hoeveelheid tyd vir die verwerkte uitset om hoofsaaklik plaas te vind, bekend as voortplantingsvertraging. Die voortplantingsvertraging kan van element tot element verskil. So vir 'n behoorlik werkende kring, het ons 'n definitiewe tydsinterval nodig sodat alle elemente hul tyd kan kry om behoorlik te reageer. Voorbeeld van die sinchrone logika stroombane is flip-flops, sinchrone teller, ens.

Asinchrone opeenvolgende logikakringe:

Die uitset van hierdie logiese stroombaan hang slegs af van die insetpuls en die volgorde van vorige insetdata. Hierdie stroombaan het geen klok nie en het geen sinchronisasie nodig nie, dus is die stroombaan onafhanklik van die klok, wat dit vinniger maak as die sinchrone sekwensiële logikakring omdat die uitset kan verander met betrekking tot verandering in inset met minimum tyd benodig kan beïnvloed word ongeag tyd. Die enigste hindernis vir die spoed van hierdie stroombaan is die voortplantingsvertraging van die stroombaanelemente. Dit verbruik minder krag, lae elektromagnetiese interferensie.

Asinchroniese opeenvolgende logika-stroombane voer gewoonlik bewerkings uit in die volgende gevalle:

 Hierdie stroombane word hoofsaaklik gebruik wanneer die spoed van werking 'n prioriteit is, soos in mikroverwerkers, digitale seinverwerking, vir internettoegang, ens. As gevolg van die asinchroniese gedrag kan die uitset soms onseker wees, wat die toepassing van die asinchrone opeenvolgende logika beperk. kring. Die vorming van hierdie tipe stroombaan is ook moeilik.

Verskil tussen sinchrone en asinchrone opeenvolgende logikakringe:

Sinchroniese sekwensiële logikakring	Asynchrone opeenvolgende logikakring
Die uitset van hierdie logiese stroombaan hang af van die insetpuls sowel as die klokpuls van die stroombaan.	Die uitset van hierdie logiese kring hang slegs af van die insetpuls en die volgorde van vorige insetdata.
Die horlosie is teenwoordig in hierdie stroombaan.	Geen horlosie is in die stroombaan teenwoordig nie.
Die stroombaan is eenvoudig om te ontwerp.	Die ontwerp van hierdie stroombaan is kompleks.
Relatief stadiger as dié van 'n asinchrone opeenvolgende logikakring.	Relatief vinniger werk as dié van die sinchrone sekwensiële logikakring.
Staatsuitset is altyd voorspelbaar	Staatsuitset soms onvoorspelbaar
Hierdie stroombaan verbruik ietwat hoë krag.	Dit verbruik relatief meer geringe krag.

Opeenvolgende logiese toestanddiagramme:

Volgordelogikatoestanddiagram is 'n kenmerkende diagram van die stroombaan, waarin ons die oorgang tussen die toestande met betrekking tot die inset kan bepaal. In hierdie tipe diagram word daardie toestand hoofsaaklik as 'n sirkel voorgestel en die verandering van een toestand na 'n ander word deur 'n pyl aangedui, saam met daardie pyl word die insetpuls voorgestel, wat die oorgang tussen die toestand veroorsaak. Wanneer daar pulsuitset is, kan die pyl voorgestel word met die uitset wat verband hou met die insetpuls. Hier begin die pyl met een sirkel en gaan na 'n ander sirkel en soms kan dit terugkom na dieselfde sirkel, afhangende van die toestand.

Opeenvolgende logika-kringontwerp | Sekwensiële logika-ontwerpbeginsels

Ons weet reeds dat a sekwensiële logikakring kombineer die kombinasiestroombaan met 'n geheue-element. En vir die geheue-element het ons 'n statiese geheue-element nodig om data in stroombane te stoor. So vir die skep van 'n statiese geheue sel in die stroombaan, gebruik ons ​​omsetters.

Stappe van sekwensiële logika-baanontwerp:

1.  Skep 'n toestanddiagram vir die vereiste opeenvolgende stroombaan met die verlangde uitsettoestande.
2. Skakel die toestanddiagram om in 'n toestandstabel.
3. Kies die flipflop as jou vereiste en wat aan al die nodige voorwaardes voldoen, gebruik die kenmerkende tabel of opwekkingstabel vir die keuse van die plakkie.
4. Minimaliseer die invoerfunksies na die flipflop met behulp van 'n K-kaart of vereiste Boole-algoritmes.
5. Gebruik die vereenvoudigde funksie om die opeenvolgende stroombaan te ontwerp en as die kombinasiekring benodig word vir die vereiste uitset, voeg dit dienooreenkomstig by.
6. Ten slotte, kyk vir die vereiste uitset deur die stroombaan.

Deur die stap hierbo te volg, kan ons enige opeenvolgende stroombaan ontwerp.

Opeenvolgende MOS logika stroombane:

Soos ons weet dat 'n sekwensiële logikakring 'n kombinasie van die kombinasiekring met 'n geheue-element is. En vir die geheue-element het ons 'n statiese geheue-element nodig sodat dit data in stroombane kan stoor. Vir die skep van 'n statiese geheuesel in stroombane gebruik ons ​​dus omsetters.

'n Statiese geheuesel kan geskep word deur twee of enige ewe aantal omsetters wat in serie met terugvoer gekoppel is. Dit het twee stabiele toestande, maar een stabiele toestand op 'n slag, en die stabiele uitsettoestand het betrekking op die inset. Wanneer 'n geraas (as 'n spanning of ander vorm) by die uitset optel, wat die stroombaan onstabiel kan maak, en die uitset is dalk nie stabiel in 'n bepaalde toestand nie, maar as die geraas deur enige van die omsetters gaan, word dit uitgeskakel aangesien hierdie stroombaan besig is om te regenereer, probeer ons altyd om terug te keer na 'n definitiewe stabiele toestand, wat ons help om 'n aktiewe en regeneratiewe geheuesel te skep.

Die bostaande diagram is die CMOS stroombaan is van die geheuesel (twee omsetters gekoppel in die terugvoer). Waar hierdie stroombaan stabiel sal wees op '0' of '1' met inagneming van die inset wat deur die inset verskaf word, is hierdie geheuesel in CMOS 'n statiese geheuesel. En deur die CMOS-kring van hierdie geheuesel met die kombinasie-CMOS-kring te kombineer, kan ons die opeenvolgende kring CMOS-kring ontwerp.

Kombinasionele logika vs opeenvolgende logika:

Kombinasie logika	Sekwensiële logika
Dit is 'n tipe digitale logika wat uit talle Boole-stroombane saamgestel is, en die uitset daarvan hang slegs van stroominsette af.	Dit is ook 'n tipe digitale logika wat bestaan ​​uit 'n kombinasie- sowel as 'n geheue-element, die uitset daarvan is nie net afhanklik van die huidige insette nie, maar kan ook gemanipuleer word deur die volgorde van vorige insette.
Sy kring is relatief duur.	Sy kring is relatief goedkoop.
Die horlosie is nie daar in sy stroombaan nie.	Die klok is 'n noodsaaklike element in die sinchrone opeenvolgende stroombaan.
Daar is geen geheue-element in sy stroombaan nie.	Daar moet 'n geheue-element in die stroombaan van hierdie logika wees.
Daar is geen terugvoerkringe teenwoordig nie.	Vir manipulasie deur vorige insette is terugvoerkringe nodig.
Dit is maklik om die stroombaan deur logiese hekke te ontwerp.	Hier kan ons komplikasies ondervind in die ontwerp van die stroombaan as gevolg van die vereiste van geheue-elemente en terugvoer.
Die verwerking van resultate is relatief vinniger.	Nadat elke aspek oorweeg is, kan die uitsetverwerking relatief stadiger wees.
Ons kan die inset-uitset verhouding definieer deur die waarheidstabel.	Die inset-uitset verhouding kan gedefinieer word deur 'n kenmerkende tabel, opwekkingstabel en toestanddiagramme.
Die vereiste van hierdie logika is hoofsaaklik om Boole-bewerkings uit te voer	Vereiste van hierdie logika vir die stoor van data, die skep van teller, registers, ens.

Opeenvolgende logiese stroombane Toepassings:

Met die eindige aantal insette en uitsette word die opeenvolgende logikakring gebruik om 'n eindige toestandmasjien te konstrueer. Dit kan dien as 'n register, teller, ens. Met die hulp van 'n kombinasiestroombaan kan baie basiese toestelle soos RAM (Random Access Memory) geskep word, aangesien sekwensiële logikakring ons die fasiliteit bied om data te stoor, dit maak die deur oop na die mikroverwerker en rekenkundige logikakring.

Opeenvolgende logiese toestelle:

Die uitset van 'n opeenvolgende logika-toestel kan gemanipuleer word deur die huidige inset en deur die vorige insette of klokpulse. Opeenvolgende toestelle stoor die laaste data met 'n geheue-element. Met hierdie vermoë om data op hierdie toestelle te stoor, maak nuwe maniere oop om 'n probleem op te los.

Opeenvolgende toestelle is soos teller, register, ens.

Sekwensiële logika-skyfies

Voor- en nadele van sekwensiële logika:

Voordele van opeenvolgende logika:

'n Beduidende voordeel van sekwensiële logika is dat die stroombaan 'n geheue-element bevat wat dit moontlik maak om data te stoor en 'n register, teller en mikroverwerkers te skep. Met die gebruik van klokpuls kan dit al die stroombaanelemente sinchroniseer ongeag verskillende voortplantingsvertragings en behoorlike uitset lewer. Uitset kan gemanipuleer word deur huidige insette, vorige volgorde van insette, en ook deur klokpuls.

Nadele van sekwensiële logika:

Teenwoordigheid van 'n klok en terugvoer in die stroombaan, die verwerking van die uitset kan stadiger wees. Komplikasies van die stroombaan kan toeneem, wat probleme kan veroorsaak om die stroombaan te bou. Die uitset kan soms onseker wees.

Opeenvolgende logika geskiedenis :

Opeenvolgende logika word gebruik vir die ontwikkeling van eindige toestand masjien, wat 'n basiese bousteen van alle digitale stroombane is. Vir meer inligting kliek hier.

Sekwensiële logikakringe vrae en antwoorde | opgelos probleme op sekwensiële logika stroombane | Gereelde vrae

V. Hoe gebruik rekenaarram sekwensiële logika?

Q. Is ROM/RAM 'n kombinasie- of opeenvolgende stroombaan?

Antwoord: - ROM (leesalleen geheue) bestaan ​​uit Encoder, Decoder, Multiplexer, Adder Circuitry, Subtractor Circuitry, ens. Die enkodeerder is 'n kombinasiestroombaan wat hoofsaaklik een vorm van data omskakel na 'n ander formaat, soos desimale data na binêre data. Die dekodeerder hier is ook 'n kombinasiestroombaan. Dieselfde geld vir Multiplexer, Opteller en Aftrekker. Almal hier is 'n kombinasie-stroombaan.

 In ROM kan ons nie die inhoud van die geheue verander nie. Daarom is die uitset van die ROM slegs afhanklik van die invoer. Daar is dus geen vereiste van die vorige waarde van inset of uitset nie. So, ROM het slegs 'n kombinasiestroombaan in sy stroombaan.

 Terwyl vir RAM (Random Access Memory), PROM (Programmeerbare lees-alleen geheue), EPROM (Erasable Programmable read-only memory), EEPROM (Electrically Erasable programmeerbare lees-alleen geheue) het 'n geheue wat kan verander. In die geval van PROM, kan dit een keer na vervaardiging geprogrammeer word. RAM, EPROM, EEPROM, waar kan die toestand verander. In hierdie tipe geheue het ons altyd die opeenvolgende stroombaan nodig vir behoorlike werking, want hier is daar 'n behoefte aan vorige inset- en uitsetwaardes. Die huidige uitset kan met die vorige volgorde van data verander word. Daarom benodig hierdie tipe geheue 'n opeenvolgende stroombaan.

V. Is rimpeldraadder 'n voorbeeld van opeenvolgende stroombaan Hoekom?

  Antwoord: – 'n Rimpeldra-opteller is 'n digitale stroombaan wat optelrekenkunde van twee verskillende binêre getalle uitvoer. Dit kan ontwerp word met die kaskade van 'n voloptellerverbinding na die dra-uitset, waar die dra-uitset van 'n volle opteller gekoppel word aan die inset van die volgende volopteller. Soos ons hier sien, is een volle opteller gekoppel aan die volgende opteller as terugvoer, hier kan die uitset van een volle opteller die uitset van 'n ander volle opteller manipuleer. So hier sien ons dat vorige uitset die huidige uitset van die stroombaan kan manipuleer. Daarom kan rimpeldraadder as 'n opeenvolgende stroombaan beskou word.

V. Waarom word nie-blokkerende opdragte in opeenvolgende stroombane in Verilog gebruik? ?

 Antwoord: – In nie-blokkerende opdragte wanneer die eerste keer stap plaasvind, vind die evaluering van die regterkantse uitdrukking van die nie-blokkerende stelling plaas nadat die hersiening van die linkerkant van die nie-blokkerende stelling neem plek, en aan die einde van die tydstap vind die evaluering van linkerhandse verklaring plaas.

 Aangesien nie-blokkerende opdragte nie die evaluering van enige opeenvolgende stellings blokkeer nie, vind die uitvoering van hierdie opdragte gelyktydig of parallel plaas. Dus, vir die skep van 'n opeenvolgende logikakring in Verilog moet ons altyd geklokte blok en nie-blokkerende opdragte oorweeg. Met die hulp van nie-blokkerende opdragte kan ons die wedloop rondom toestand in die opeenvolgende kringloop uitskakel.

V. Definieer asynchrone opeenvolgende logikakringe ?

Antwoord: verduidelik in asynchrone sekwensiële logika-stroombane afdeling.

Q. Hoeveel flip flops word benodig om 'n opeenvolgende stroombaan te bou wat 20 toestande het.

Antwoord: - Plakkies is 'n basiese geheue-element in die opeenvolgende digitale stroombaan, wat twee stabiele toestande het, en daardie twee toestande kan as '0' en '1' voorgestel word, maar dit kan 'n enkele bis op 'n slag stoor.

 Volgens binêre enkodering kan n aantal flip flops maksimum 2 verteenwoordigⁿ

Hier het ons 20 toestande van 'n opeenvolgende stroombaan nodig

Dus 2ⁿ = 20

Nadat ons bogenoemde vergelyking opgelos het, kry ons n = 4.322

Wat betref, 2⁴ daar is net 16 state, maar ons het 20 state nodig. Hier is ons nog 4 toestande om te werk, so ons moet 'n getal hoër as 4 kies. Dus, ons sal n=5 gebruik waar 2⁵ het 32 ​​state, wat genoeg is vir 20 state.

Terwyl daar in een-hot-enkodering die aantal flip flops wat benodig word vir n state n is. so daar het ons 20 flip flops nodig vir 20 state.

V. Hoe kan 'n opeenvolgende skyfie van kombinasieskyfies alleen gemaak word

Antwoord: – Wanneer 'n kombinasie-logikakring met 'n terugvoerpad verbind word, is die resulterende stroombaan 'n opeenvolgende logikakring.

As ons na die diagram van noodsaaklike geheue-elemente soos a plakkie, grendels, kan ons sien dat die flip-flop geskep kan word met behulp van EN-hek, NAND-hek, NOR-hek, ens., wanneer hulle met terugvoer na mekaar verbind word.

 Die diagram toon twee NEN-hekke wat verbind is met 'n terugvoerpad wat die SR-flipflop-kring vorm. Op hierdie manier kan 'n kombinasiestroombaan in 'n opeenvolgende stroombaan omgeskakel word.

V. Werksbeginsel van astabiele opeenvolgende logikakringe

Antwoord:- 'n Astabiele sekwensiële logikakring het geen stabiele toestand as uitset nie, maw dit is nie stabiel in enige toestand nie. Die uitset gaan voortdurend van een toestand na 'n ander oor. Hierdie tipe stroombaan kan as 'n ossillator gebruik word, soos 'n ossillator vir die opwekking van klokpulse in 'n stroombaan. 'n Voorbeeld van 'n astabiele stroombaan is 'n ringossillator.

Vir meer artikels kliek hier