Sequential Logic | Kasabay at Asynchronous na circuit ng lohika | 5+ Mahalagang FAQ

Sequential Logic | Kasabay at Asynchronous na circuit ng lohika | 5+ Mahalagang FAQ

Sunud-sunod na Lohika

Nilalaman: Sequential Logic

Kahulugan ng sunud-sunod na lohika:

Ang isang uri ng lohika kung saan ang nakaraang estado ng pagkakasunud-sunod ng mga input pati na rin ang kasalukuyang pag-input ay maaaring makaapekto sa kasalukuyang estado ng output.

Ano ang sunud-sunod na circuit ng lohika?

Ang sunud-sunod na circuit ng lohika ay isang pinagsamang anyo ng kombinasyon ng circuit na may pangunahing elemento ng memorya. Sa pagkakaroon ng isang elemento ng memorya, maaaring iimbak ng circuit ang nakaraang mga estado ng pag-input at output. Sa parehong oras, ang sunud-sunod na circuit ng lohika ay karaniwang kilala bilang isang dalawang estado o bistable na aparato dahil mayroon lamang itong dalawang matatag na estado, '0' at '1', isang estado nang paisa-isa. Ang elemento ng memorya sa circuit ay maaaring mag-imbak ng kaunti sa bawat oras.

Ang ganitong uri ng circuit ay may isang may hangganan na bilang ng mga input na may isang may hangganan na bilang ng mga output. Dahil sa elemento ng memorya, ang circuit na ito ay nagbibigay ng solusyon sa aming maraming mga problema. Ang isang sunud-sunod na circuit ng lohika ay pangunahing ginagamit bilang isang rehistro, counter, analog sa digital converter (ADC), at iba pa

Sequential Logic Diagram | Sequential Logic Architecture :

Sequential Logic Circuit
Fig. Sequential Logic Circuit

Mga uri ng sunud-sunod na mga circuit ng lohika:

Pangkalahatan, maaari nating maiiba ang sunud-sunod na circuit ng lohika sa dalawang pangunahing uri:

  • A. Hindi magkakasunod na sunud-sunod na circuit ng lohika.
  • B. Kasabay na sunud-sunod na circuit ng lohika.

Kasabay na sunud-sunod na mga circuit ng lohika:

Ang output ng circuit ng lohika na ito ay nakasalalay sa input pulse at sa pulso ng orasan ng circuit. Ang circuit ay naka-synchronize sa orasan, ibig sabihin ang output ay maaaring magbago lamang pagkatapos ng isang may hangganang agwat ng oras. Narito ang elemento ng memorya at ang orasan ay isang pangangailangan. Nang walang anumang pulso sa orasan, walang pagbabago sa output. Para sa isang pagbabago sa isang output ng estado sa isa pa, naghihintay ang circuit na ito para sa susunod na pagbabago sa pulso ng orasan.

Ang ganitong uri ng circuit ay maaaring magamit upang maiugnay ang lahat ng mga elemento na naroroon sa circuit, praktikal para sa pagtugon sa isang pagbabago sa input. Mayroong pangangailangan para sa isang may hangganan na oras upang maganap ang naprosesong output na pangunahin, na kilala bilang pagkaantala sa paglaganap. Ang pagkaantala sa pagpapalaganap ay maaaring magkakaiba sa bawat elemento. Kaya para sa isang maayos na gumaganang circuit, kailangan namin ng isang tiyak na agwat ng oras upang ang lahat ng mga elemento ay maaaring makakuha ng kanilang oras upang tumugon nang maayos. Ang halimbawa ng mga kasabay na mga circuit ng lohika ay mga flip-flop, kasabay na counter, atbp.

Hindi magkakasunod na Sequential na mga circuit ng lohika:

Ang output ng circuit ng lohika na ito ay nakasalalay lamang sa input pulse at ang pagkakasunud-sunod ng nakaraang data ng pag-input, Ang circuit na ito ay walang anumang orasan at hindi nangangailangan ng anumang pagsabay, kaya't ang circuit ay malaya sa orasan, na ginagawang mas mabilis kaysa sa ang magkasabay na sunud-sunod na circuit ng lohika dahil ang output ay maaaring magbago tungkol sa pagbabago sa input na may minimum na oras na kinakailangan ay maaaring maapektuhan anuman ang oras. Ang tanging sagabal sa bilis ng circuit na ito ay ang pagkaantala ng paglaganap ng mga elemento ng circuit. Gumugugol ito ng mas kaunting lakas, mababang pagkagambala ng electromagnetic.

Karaniwang nagsasagawa ng mga operasyon sa mga sumusunod na kaso ang mga hindi sunud-sunod na sunud-sunod na lohika.

 Pangunahing ginagamit ang mga circuit na ito kung ang bilis ng pagpapatakbo ay isang priyoridad, tulad ng sa microprocessors, pagproseso ng digital signal, para sa pag-access sa internet, atbp. Dahil sa walang pag-uugali na asynchronous, ang output kung minsan ay maaaring hindi sigurado, nililimitahan ang aplikasyon ng asynchronous sunud-sunod na lohika circuit Ang pagbubuo ng ganitong uri ng circuit ay mahirap din.

Pagkakaiba sa pagitan ng magkasabay at asynchronous na sunud-sunod na mga circuit ng lohika:

Kasabay na sunud-sunod na circuit ng lohikaHindi magkakasunod na Sequential logic circuit
Ang output ng circuit ng lohika na ito ay nakasalalay sa input pulse pati na rin ang pulso ng orasan ng circuit.Ang output ng circuit ng lohika na ito ay nakasalalay lamang sa input pulse at ang pagkakasunud-sunod ng nakaraang data ng pag-input.
Ang orasan ay naroroon sa circuit na ito.Walang orasan na naroroon sa circuit.
Ang circuit ay simple para sa pagdidisenyo.Ang disenyo ng circuit na ito ay kumplikado.
Medyo mas mabagal kaysa sa isang asynchronous na sunud-sunod na circuit ng lohika.Medyo mas mabilis na gumagana kaysa sa magkakasabay na sunud-sunod na circuit ng lohika.
Ang output ng estado ay laging nahuhulaanAng output ng estado kung minsan ay hindi mahuhulaan
Ang circuit na ito ay gumagamit ng medyo mataas na lakas.Gumugugol ito ng medyo mas menor de edad na lakas.

Mga diagram ng Estadong magkakasunod na Logic:

Ang diagram ng estado ng lohika ng pagkakasunud-sunod ay isang katangian na diagram ng circuit, kung saan maaari nating matukoy ang paglipat sa pagitan ng mga estado tungkol sa pag-input. Sa ganitong uri ng diagram na ang estado ay higit sa lahat ay kinakatawan bilang isang bilog at ang pagbabago mula sa isang estado patungo sa isa pa ay tinukoy ng isang arrow, kasama ang arrow na iyon ang input pulse ay kinakatawan, na naging sanhi ng paglipat sa pagitan ng estado. Kapag may output ng pulso ang arrow ay maaaring kinatawan ng output na nauugnay sa input pulse. Dito nagsisimula ang arrow sa isang bilog at napupunta sa ibang bilog at kung minsan ay makakabalik ito sa parehong bilog depende sa kondisyon.

Sunud-sunod na disenyo ng circuit circuit | Mga prinsipyo ng sunud-sunod na disenyo ng lohika

Alam na natin yan a sunud-sunod na circuit ng lohika pinagsasama ang kombinasyon ng circuit na may elemento ng memorya. At para sa elemento ng memorya, kailangan namin ng isang static na elemento ng memorya upang mag-imbak ng data sa circuitry. Kaya para sa paglikha ng isang static memory cell sa circuit, gumagamit kami ng mga inverters.

Mga Hakbang ng Disenyo ng sunud-sunod na lohika ng lohika:

  1.  Lumikha ng isang diagram ng estado para sa kinakailangang sunud-sunod na circuit na may nais na mga estado ng output.
  2. I-convert ang diagram ng estado sa isang talahanayan ng estado.
  3. Pinili ang flip-flop bilang iyong kinakailangan at kung saan ay nagbibigay-kasiyahan sa lahat ng kinakailangang mga kundisyon, gamitin ang tampok na mesa o paggulo ng talahanayan para sa pagpili ng flip flop.
  4. I-minimize ang mga pag-andar ng pag-input sa flip flop sa tulong ng isang K- map o kinakailangang mga Boolean algorithm.
  5. Gamitin ang pinasimple na pag-andar upang idisenyo ang sunud-sunod na circuit at kung kinakailangan ang kombinasyon ng circuit para sa kinakailangang output idagdag ito nang naaayon.
  6. Panghuli, suriin ang kinakailangang output sa pamamagitan ng circuit.

Sa pamamagitan ng pagsunod sa hakbang sa itaas maaari naming idisenyo ang anumang kinakailangang sunud-sunod na circuit.

Sunud-sunod na mga circuit ng lohika ng MOS:

Tulad ng alam natin na ang isang sunud-sunod na circuit ng lohika ay isang kumbinasyon ng kombinasyon ng circuit na may elemento ng memorya. At para sa elemento ng memorya, kailangan namin ng isang static na elemento ng memorya upang makapag-imbak ito ng data, sa circuitry. Kaya para sa paglikha ng isang static memory cell sa circuitry ginagamit namin ang mga inverters.

Sequential Logic | Kasabay at Asynchronous na circuit ng lohika | 5+ Mahalagang FAQ
Fig. Sa figure na ito, ang dalawang mga inverters ay konektado sa feedback sa bawat isa.

Ang isang static memory cell ay maaaring malikha ng dalawa o anumang kahit na bilang ng mga inverters na konektado sa serye na may feedback. Mayroon itong dalawang matatag na estado, ngunit ang isang matatag na estado sa bawat oras, at ang matatag na estado ng output ay tungkol sa input. Kapag ang isang ingay (bilang isang boltahe o iba pang anyo) ay nagdaragdag hanggang sa output, na maaaring gawing hindi matatag ang circuitry, at ang output ay maaaring hindi matatag sa isang tiyak na estado, ngunit habang ang ingay ay tumatawid sa alinman sa mga inverters, natatanggal ito dahil ang circuit na ito ay nagbabagong palaging sinusubukan na bumalik sa isang tiyak na matatag na estado, na makakatulong sa amin upang lumikha ng isang aktibo at nagbabagong-buhay na cell ng memorya.

Sequential Logic | Kasabay at Asynchronous na circuit ng lohika | 5+ Mahalagang FAQ
Sa figure na ito ang isang CMOS circuit ng dalawang inverters na konektado sa feedback.

Ang diagram sa itaas ay ang CMOS ang circuit ay nasa memory cell (dalawang inverters na konektado sa feedback). Kung saan ang circuit na ito ay magiging matatag sa '0' o '1' isinasaalang-alang ang input na ibinigay (boltahe) sa pamamagitan ng input, ang memory cell na ito sa CMOS ay isang static memory cell. At sa pamamagitan ng pagsasama ng circuit ng CMOS ng memory cell na ito sa kombinasyong CMOS circuit, maaari naming idisenyo ang sunud-sunod na circuit CMOS circuit.

Pinagsamang lohika kumpara sa Sequential Logic:

Pinagsamang LohikaSunud-sunod na Lohika
Ito ay isang uri ng digital na lohika na binubuo ng maraming mga circuit ng Boolean, at ang output nito ay nakasalalay lamang sa kasalukuyang mga input.Ito rin ay isang uri ng digital na lohika na binubuo ng isang kombinasyon at pati na rin isang elemento ng memorya, ang output nito hindi lamang nakasalalay sa kasalukuyang input ngunit maaari ding manipulahin ng pagkakasunud-sunod ng mga nakaraang input.
Ang circuit nito ay medyo magastos.Ang circuit nito ay medyo mura.
Ang orasan ay wala doon sa circuitry nito.Ang orasan ay isang kinakailangang elemento sa magkasabay na sunud-sunod na circuit.
Walang elemento ng memorya sa circuitry nito.Dapat mayroong isang elemento ng memorya sa circuitry ng lohika na ito.
Walang feedback circuitry ay naroroon.Para sa pagmamanipula sa pamamagitan ng nakaraang mga pag-input, kinakailangan ang circuitry ng feedback.
Ang pagdidisenyo ng circuit sa pamamagitan ng mga gate ng lohika ay madali.Dito maaari nating harapin ang mga komplikasyon sa pagdidisenyo ng circuitry dahil sa kinakailangan ng mga elemento ng memorya at puna.
Ang pagpoproseso ng mga resulta ay medyo mabilis.Matapos isaalang-alang ang bawat aspeto, ang pagpoproseso ng output ay maaaring maging mas mabagal.
Maaari nating tukuyin ang ugnayan ng input-output sa pamamagitan ng talahanayan ng katotohanan.Ang relasyon sa input-output ay maaaring tukuyin sa pamamagitan ng isang katangiang talahanayan, talahanayan ng paggulo, at mga diagram ng estado.
Ang kinakailangan ng lohika na ito ay pangunahin upang maisagawa ang mga pagpapatakbo ng BooleanKinakailangan ng lohika na ito para sa pagtatago ng data, paglikha ng counter, pagrehistro, atbp.

Mga sunud-sunod na lohika na mga circuit Application:

Sa may hangganan na bilang ng mga input at output, ang sunud-sunod na circuit ng lohika ay ginagamit upang bumuo ng isang may wakas na makina ng estado. Maaari itong kumilos bilang isang rehistro, counter, atbp. Sa tulong ng isang kombinasyon na circuit, maraming mga pangunahing aparato ay maaaring malikha tulad ng RAM (Random Access Memory), dahil ang sunud-sunod na circuit ng lohika ay nagbibigay sa amin ng pasilidad upang mag-imbak ng data binubuksan nito ang pinto sa ang microprocessor at Arithmetic logic Circuit.

Mga Sequential Device na Logic:

Ang output ng isang sunud-sunod na aparato ng lohika ay maaaring manipulahin ng kasalukuyang input at ng nakaraang pag-input o mga pulso ng orasan. Ang mga sunud-sunod na aparato ay nag-iimbak ng huling data na may elemento ng memorya. Sa kakayahang ito ng pag-iimbak ng data ng mga aparatong ito, buksan ang mga bagong paraan upang malutas ang isang problema.

Ang mga sunud-sunod na aparato ay tulad ng counter, pagrehistro, atbp.

Mga sunud-sunod na chips ng Logic

Sequential Logic | Kasabay at Asynchronous na circuit ng lohika | 5+ Mahalagang FAQ
credit ng imahe: Konstantin Lanzet, KL CHIPS F8680 SoCCC BY-SA 3.0

Mga kalamangan at kawalan ng sunud-sunod na lohika:

Mga kalamangan ng sunud-sunod na lohika:

Ang isang makabuluhang bentahe ng sunud-sunod na lohika ay ang circuit nito ay naglalaman ng isang elemento ng memorya na nagbibigay-daan sa pagtatago ng data at paglikha ng isang rehistro, counter, at microprocessors. Gamit ang paggamit ng orasan pulso, maaari nitong i-synchronize ang lahat ng mga elemento ng circuitry anuman ang iba't ibang mga pagkaantala sa paglaganap at magbigay ng wastong output. Ang output ay maaaring manipulahin sa pamamagitan ng kasalukuyang input, nakaraang pagkakasunud-sunod ng mga input, at sa pamamagitan din ng pulso ng orasan.

Mga hindi pakinabang ng sunud-sunod na lohika:

Ang pagkakaroon ng isang orasan at puna sa circuitry, ang pagproseso ng output ay maaaring maging mas mabagal. Ang mga komplikasyon ng circuit ay maaaring tumaas, na maaaring maging sanhi ng kahirapan sa pagbuo ng circuitry. Ang output ay kung minsan ay maaaring hindi sigurado.

Pagsunod-sunod sa kasaysayan ng lohika :

Ang sunud-sunod na lohika ay ginagamit para sa pagpapaunlad ng makina ng estado ng estado, na isang pangunahing gusali ng lahat ng mga digital circuitry. Para sa karagdagang impormasyon pindutin dito.

Ang mga sunud-sunod na lohika ay lumilipat ng mga katanungan at sagot | nalutas ang mga problema sa sunud-sunod na mga circuit ng lohika | FAQ

Q. Paano gumagamit ang computer ram ng sunud-sunod na lohika?

Q. Ang ROM / RAM ba ay isang kombinasyon o sunud-sunod na circuit?

Sagot: - ROM (Basahin lamang ang memorya) binubuo ng Encoder, Decoder, Multiplexer, Adder Circuitry, Subtractor Circuitry, atbp. Ang encoder ay isang kombinasyong circuit na higit sa lahat ay nagko-convert ng isang form ng data sa ibang format, tulad ng decimal data sa binary data. Ang decoder din ay isang kombinasyong circuit. Ang parehong napupunta para sa Multiplexer, Adder, at Subtractor. Ang lahat ay narito ay isang kombinasyon ng circuit.

 Sa ROM, hindi namin mababago ang nilalaman ng memorya. Samakatuwid ang output ng ROM ay nakasalalay lamang sa input. Kaya't walang kinakailangan ng nakaraang halaga ng input o output. Kaya, ang ROM ay mayroon lamang isang kombinasyon na circuit sa circuitry nito.

 Sapagkat para sa RAM (Random Access Memory), PROM (Programmable read-only memory), EPROM (Erasable Programmable read-only memory), EEPROM (Electrically Erasable programmable read-only memory) ay may memorya na maaaring baguhin. Sa kaso ng PROM, maaari itong mai-program ng isang beses pagkatapos na magawa. RAM, EPROM, EEPROM, kung saan maaaring baguhin ang estado. Sa ganitong uri ng memorya, palagi naming kailangan ang sunud-sunod na circuit para sa wastong operasyon, tulad ng dito, kailangan ng nakaraang mga halaga ng pag-input at output. Ang kasalukuyang output ay maaaring mabago sa nakaraang pagkakasunud-sunod ng data. Samakatuwid ang ganitong uri ng memorya ay nangangailangan ng isang sunud-sunod na circuit.

Q. Ang ripple bring adder ay isang halimbawa ng sunud-sunod na circuit Bakit?

  Sagot: - Ang isang ripple bring adder ay isang digital circuitry na nagsasagawa ng karagdagan arithmetic ng dalawang magkakaibang binary number. Maaari itong idisenyo gamit ang cascading ng isang buong adder connecter sa output na dala, kung saan ang dalang output ng isang buong adder ay konektado sa input ng susunod na buong adder. Tulad ng nakikita natin dito, ang isang buong adder ay konektado sa susunod na adder bilang feedback, dito ang output ng isang buong adder ay maaaring manipulahin ang output ng isa pang buong adder. Kaya't nakikita natin na ang nakaraang output ay maaaring manipulahin ang kasalukuyang output ng circuit. Samakatuwid ang ripple bear adder ay maaaring isaalang-alang na isang sunud-sunod na circuit.

Q. Bakit ginagamit ang mga hindi takdang-aralin na sunud-sunod na mga circuit sa Verilog ?

 Sagot: - Sa mga pagtatalaga na hindi nagba-block kung kailan nagaganap ang unang hakbang, ang pagsusuri ng kanang bahagi na expression ng hindi pagharang na pahayag ay nagaganap pagkatapos ng pagrebisa ng kaliwang bahagi ng pahayag na hindi nagba-block lugar, at sa pagtatapos ng hakbang ng oras, nagaganap ang pagsusuri ng pahayag sa kaliwang kamay.

 Tulad ng mga hindi naka-block na takdang-aralin ay hindi hinaharangan ang pagsusuri ng anumang sunud-sunod na pahayag, ang pagpapatupad ng mga takdang-aralin na ito nang sabay-sabay o parallelly nangyayari. Kaya, para sa paglikha ng isang sunud-sunod na circuit ng lohika sa Verilog palagi naming dapat isaalang-alang ang mga naka-iskedyul na block at mga hindi naka-block na takdang-aralin. Sa tulong ng mga hindi naka-block na takdang-aralin, maaari naming alisin ang lahi sa paligid ng kundisyon sa sunud-sunod na circuitry.

Q. Tukuyin ang hindi magkakasunod na sunud-sunod na mga circuit ng lohika ?

Sagot: ipinaliwanag sa seksyon ng hindi sunud-sunod na sunud-sunod na lohika.

Q. Ilang flip flop ang kinakailangan upang makabuo ng isang sunud-sunod na circuit na mayroong 20 estado.

Sagot: - I-flip Flops ay isang pangunahing elemento ng memorya sa sunud-sunod na digital circuit, na mayroong dalawang matatag na estado, at ang dalawang estado na iyon ay maaaring kinatawan bilang '0' at '1', ngunit Maaari itong mag-imbak ng isang solong paunti-unti.

 Ayon sa binary encoding, ang bilang ng mga flip flop ay maaaring kumatawan sa maximum (2 ^ n)  bilang ng mga estado.

Dito kailangan namin ng 20 estado ng isang sunud-sunod na circuit

So   2 ^ n = 20

Matapos malutas ang equation sa itaas, nakukuha natin n \ tinatayang 4.322

Para sa,  2 ^ 4 mayroon lamang 16 na estado, ngunit kailangan namin ng 20 estado. Narito kami ng 4 pang mga estado para sa pagtatrabaho kaya kailangan naming pumili ng isang bilang na mas mataas sa 4. Kaya, gagamitin namin ang n = 5 kung saan  2 ^ 5 ay may 32 estado, na sapat na sapat para sa 20 estado.

Sapagkat sa isang-mainit na pag-encode doon ang bilang ng mga flip flop na kinakailangan para sa n estado ay n. kaya doon kailangan namin ng 20 flip flop para sa 20 estado.

Q. Paano magagawa ang isang sunud-sunod na chip mula sa mga kombinasyong chips na nag-iisa

Sagot: - Kapag ang isang kombinasyong lohika na circuit ay konektado sa isang landas ng feedback, ang nagreresultang circuit ay isang sunud-sunod na circuit ng lohika.

Kung pupunta tayo sa diagram ng mga mahahalagang elemento ng memorya tulad ng isang flip flop, latches, maaari nating makita na ang flip-flop ay maaaring malikha sa tulong ng AND gate, NAND gate, NOR gate, atbp., Kapag nakakonekta ang mga ito sa feedback sa isa't-isa.

Sequential Logic | Kasabay at Asynchronous na circuit ng lohika | 5+ Mahalagang FAQ
Fig. Ito ay isang Diagram ng SR flip flop. 

 Ipinapakita ng diagram ang dalawang mga pintuang NAND na konektado sa isang landas ng feedback na bumubuo sa SR flip flop circuit. Sa ganitong paraan, ang isang kombinasyon na circuit ay maaaring mai-convert sa isang sunud-sunod na circuit.

Q. Prinsipyo ng pagtatrabaho ng mga astable na sunud-sunod na mga circuit ng lohika

Sagot: - Ang isang astable sunud-sunod na circuit ng lohika ay walang anumang matatag na estado bilang output ie hindi ito matatag sa anumang estado. Ang output ay patuloy na naglilipat mula sa isang estado patungo sa isa pa. Ang ganitong uri ng circuit ay maaaring magamit bilang isang oscillator, tulad ng oscillator para sa pagbuo ng pulso ng orasan sa isang circuit. Ang isang halimbawa ng isang astable circuit ay isang ring oscillator.

Para sa karagdagang mga artikulo pindutin dito

Tungkol kay Sneha Panda

Sequential Logic | Kasabay at Asynchronous na circuit ng lohika | 5+ Mahalagang FAQNagtapos ako sa Applied Electronics and Instrumentation Engineering. Ako ay isang taong mausisa ang pag-iisip. Mayroon akong interes at kadalubhasaan sa mga paksa tulad ng Transducer, Industrial Instrumentation, Electronics, atbp. Gustung-gusto kong malaman tungkol sa mga siyentipikong pagsasaliksik at imbensyon, at naniniwala ako na ang aking kaalaman sa larangang ito ay mag-aambag sa aking mga pagsisikap sa hinaharap.

LinkedIn ID- https://www.linkedin.com/in/sneha-panda-aa2403209/

Mag-iwan ng komento

Ang iyong email address ay hindi ilalathala. Ang mga kailangang field ay may markang *

en English
X