Chapitre 8 Introduction aux circuits squentiels

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Chapitre 8 Introduction aux circuits séquentiels
Référence Roth 5e éd., section 11 8.1 modèle
de circuits séquentiels À date on na considéré
que les circuits combinatoires. Ceux-ci nous
permettent de réaliser une foule de fonctions
utiles telles que la génération de signaux de
contrôle dun système dalarme en fonction de
létat de différents senseurs ou laddition et la
soustraction de nombres binaires. Cependant, il
serait impossible de réaliser des circuits dont
la sortie dépend du temps ou des circuits qui
doivent se souvenir dun état particulier en
utilisant uniquement des composantes
combinatoires. Un exemple simple est la mémoire
dune calculatrice pour conserver un résultat qui
doit être réutilisé.
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Chapitre 8 Introduction aux circuits séquentiels
Un circuit séquentiel comporte une partie
combinatoire ainsi que des éléments à mémoire. Le
diagramme suivant illustre le modèle dun circuit
séquentiel de base.
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• On distingue dans un circuit séquentiel
• Des éléments à mémoire, qui sont soit des
  loquets (latch) ou des bascules (flip-flop), qui
  conservent en mémoire létat présent du circuit
• Un circuit combinatoire pour calculer le
  prochain état et les sorties
• Une horloge pour synchroniser le circuit
• Des entrées et,
• Des sorties.

8.2 loquet SR Un loquet SR (S-R latch) peut être
formé de deux portes NON-OU en connectant leurs
sorties à lentrée de lautre porte. Les deux
ports dentrée restants sont appelés S et R
, pour set et reset .
Pour ce circuit, la sortie future Q(t 1) dépend
des valeurs de S(t), de R(t), et de Q(t).
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La combinaison dentrées S R 1 est interdite,
et mène à un état illégal, puisque alors on
aurait Q(t1) 0 et Q(t1) 0. De plus, si les
entrées S et R passent simultanément de 1-1 à
0-0, on ne sait pas sur quel état le loquet va se
stabiliser. On impose donc la condition SR 0.
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Chapitre 8 Introduction aux circuits séquentiels
Le chronogramme suivant illustre le comportement
du loquet SR.
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Chapitre 8 Introduction aux circuits séquentiels
Le chronogramme suivant illustre le comportement
du loquet SR.
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• 8.3 loquet D
• Le loquet D (D-latch)
• est le type de loquet le plus commun
• a deux entrées un signal de données D et un
  signal de contrôle G (Gate)
• a deux états transparent et mémoire,
  déterminés par la valeur de G (1 et 0
  respectivement) et,
• peut être construit à partir dun loquet SR, de
  deux portes ET et dun inverseur, connectés de
  façon à éliminer la combinaison interdite 1-1
  pour les entrées du loquet SR.

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(No Transcript)
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(No Transcript)
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• 8.4 bascule D synchronisation sur une
  transition dhorloge
• Le loquet D a le désavantage davoir un mode
  transparent . Si on place plusieurs loquets D en
  série et quon les mène par le même signal de
  contrôle G, un signal appliqué au premier loquet
  pourra se propager à travers tous les autres.
  Pour éviter cette situation, on veut réduire la
  durée du mode transparent à un très bref
  instant pendant une transition du signal de
  contrôle.
• La bascule D (D flip-flop)
• est le type délément à mémoire de loin le plus
  commun
• a deux entrées un signal de données D et une
  horloge CLK (clock)
• contrairement au loquet D, na pas de mode
  transparent lentrée D est saisie sur une
  transition de lhorloge et,
• peut être construit en cascadant deux loquets D
  en configuration maître-esclave et chaque
  loquet avec des versions complémentaires dun
  signal dhorloge.

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Un chronogramme permet de constater que, pour ce
circuit, lentrée globale D se propage à la
sortie Q uniquement sur une transition positive
de lhorloge.
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Un chronogramme permet de constater que, pour ce
circuit, lentrée globale D se propage à la
sortie Q uniquement sur une transition positive
de lhorloge.
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8.5 bascule JK La bascule JK (JK flip-flop) est
la deuxième bascule la plus populaire. Son
opération est similaire à celle dun loquet SR,
sauf quil ny a pas de combinaison dentrée
interdite. La combinaison dentrée J K 1
force une inversion de la sortie. Et comme cest
une bascule, la sortie change sur une transition
dhorloge.
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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8.6 bascule T Une bascule T (toggle) a deux
entrées une horloge et un signal dinversion T.
Elle a deux états mémoire (si T 0) et inverse
(si T 1). Son symbole est
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• 8.7 autres signaux dentrée pour bascules
• On peut ajouter deux autres signaux dentrée aux
  bascules
• initialisation (set) et/ou,
• réinitialisation (reset).
• Si le signal set est activé, alors la bascule est
  mise à 1. Si cest le signal reset qui est
  activé, alors la bascule est mise à 0. Le moment
  où ce changement seffectue peut être
• asynchrone (i.e. immédiatement) ou,
• synchrone (lors de la prochaine transition
  active dhorloge).

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8.8 questions de révision 1. Roth, 5e éd.,
11.1 2. Roth, 5e éd., 11.2 3. Roth, 5e éd.,
11.3 4. Roth, 5e éd., 11.5 5. Roth, 5e éd.,
11.6 6. Roth, 5e éd., 11.7 7. Roth, 5e éd.,
11.10