Circuitos secuenciales

 

Circuito Secuencial

En la electrónica digital, un circuito secuencial es uno en el que la salida depende no solo de los valores actuales de las variables de entrada sino también de los valores pasados, o almacenados, de esas variables. Por el contrario, un circuito combinatorio es uno en el que la salida depende solo de los valores actuales de las variables de entrada; tan pronto como las variables de entrada cambian, la información acerca de sus valores anteriores se pierde, por lo tanto los circuitos combinacionales no tienen memoria.

Un circuito secuencial se compone de elementos de almacenamiento, en forma de cierre o circuitos flip-flop y un circuito de lógica combinatoria. Un circuito de retención transfiere señales de entrada a la señal de salida cuando lo indica, y sólo cuando lo indica, mientras que un circuito flip-flop tiene dos condiciones estables, cada una correspondiente a una de las dos señales de entradas alternativas.

El circuito lógico combinado realiza una función de conmutación entre múltiples salidas. Recibe dos tipos de entrada, externas e internas. Los insumos externos vienen de fuera del circuito secuencial y no son controlados por él y los insumos internos provienen de elementos de almacenamiento.

Los circuitos secuenciales se pueden clasificar como "síncrono" o "asíncrono". Un circuito secuencial síncrono tiene una señal de reloj, que acciona el circuito, como una de sus entradas. Los circuitos flip-flop en un circuito secuencial síncrono solo pueden cambiar de estado en respuesta a pulsos de sincronización del reloj. Un circuito secuencial asíncrono no tiene ninguna señal de reloj y usa los impulsos de las entradas para conducir el circuito. La salida de un secuencial asíncrono depende del orden en que cambian sus variables de entrada. Un circuito secuencial asíncrono puede ser pensado como un circuito combinacional con retroalimentación.

Lógica secuencial

        Los circuitos secuenciales utilizan un concepto de la teoría de circuitos llamado lógica secuencial. La lógica secuencial se basa en el estado de las entradas, así como en los datos almacenados en la memoria del circuito. Uno de los aspectos más importantes de la lógica secuencial es el concepto de "flip-flops". Los flip-flops son conmutadores internos en un circuito secuencial que son, ya sea abiertos, permitiendo el flujo de información; o cerrados, inhibiendo el flujo de información. Depende de una serie de factores establecidos por el ingeniero. Esto permite la construcción de sistemas complejos que pueden completar una amplia gama de funciones.

Usos de circuitos secuenciales

        Debido a su capacidad para almacenar información para ser utilizada en un momento posterior, los circuitos secuenciales son útiles en muchas aplicaciones, incluyendo la memoria de la computadora. Los circuitos secuenciales también usan un reloj interno, por lo que son útiles en los relojes, temporizadores o cualquier objeto que se base en una sincronización exacta. 

Circuitos síncronos

        Los circuitos síncronos hacen uso de flip-flops y compuertas lógicas. Similar a los flip-flops, las compuertas lógicas o permiten o restringen el flujo de información en función de determinadas situaciones, tales como si dos variables son iguales una a otra. Un tipo específico de circuito síncrono, llamado circuito cronometrado secuencial, utiliza pulsos de reloj. Los pulsos de reloj se utilizan para sincronizar los diferentes elementos del circuito, tales como los flip-flops. Los flip-flops en un circuito cronometrado secuencial sólo se ven afectados cuando se les indica mediante un pulso de reloj. 

Circuitos asíncronos

        Un circuito asíncrono es el que registra el orden en el que cambian sus variables de entrada, y envía una salida que depende del resultado. Este tipo de circuito también debe ser capaz de cambiar sus variables de entrada en cualquier momento. Hay también un tipo específico de circuito asíncrono, denominado circuito asíncrono tipo compuerta. Los circuitos tipo compuerta son circuitos combinacionales esencialmente (es decir, que se basan únicamente en la entrada actual) con un camino de realimentación. El camino de realimentación significa que la información de la salida puede ser realimentada en la entrada. Debido a la retroalimentación, estos tipos de circuitos pueden ser inestables, por lo que no se usan comúnmente.

Un sistema secuencial dispone de elementos de memoria cuyo contenido puede cambiar a lo largo del tiempo.

        El estado de un sistema secuencial viene dado por el contenido de sus elementos de memoria. Es frecuente que en los sistemas secuenciales exista una señal que inicia los elementos de memoria con un valor determinado: señal de inicio (reset). 
La señal de inicio determina el estado del sistema en el momento del arranque (normalmente pone toda la memoria a cero).

        La salida en un instante concreto viene dada por la entrada y por el estado anterior del sistema. El estado actual del sistema, junto con la entrada, determinará el estado en el instante siguiente realimentación.

Referencias

López, J. R. M. (2020, 17 noviembre). Circuitos Secuenciales. Dispositivos Digitales Programables. Recuperado 16 de noviembre de 2021, de https://dispositivosdigitalsprgramjeac.blogspot.com/2020/11/circuitos-secuenciales.html

Damaso Rojano, A. (2020, 28 octubre). Dispositivos Digitales Programables - Mecatronica - UTH. Dispositivos Digitales Programables - Mecatronica - UTH. Recuperado 16 de noviembre de 2021, de https://fpgasyddp.blogspot.com/?view=classic