logique séquentielle - polytech .les bascules les registres ... la largeur tp des impulsions est

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  • F. Touchard Polytech Marseille INFO3 2017-18 Cours d'Architecture Logique squentielle 1

    Logique squentielle

  • F. Touchard Polytech Marseille INFO3 2017-18 Cours d'Architecture Logique squentielle 2

    Introduction circuits de logique squentielle : circuits dans lesquels le

    temps intervient dans la dfinition des sorties pour un systme dont l'tat est not Q, les entres notes

    X et les sorties Y, on a de faon gnrale Q = f(Q, X) Y = g(X,Q)

    logique squentielle asynchrone : les changements d'tat des composants ne dpendent que du temps de raction des composants et du temps de propagation des signaux

    logique squentielle synchrone : les signaux priodiques d'une horloge servent synchroniser tous les changements d'tat

    un systme squentiel "garde la mmoire" du pass pour dterminer son tat prsent

  • F. Touchard Polytech Marseille INFO3 2017-18 Cours d'Architecture Logique squentielle 3

    Plan du cours les bascules les registres les compteurs

  • F. Touchard Polytech Marseille INFO3 2017-18 Cours d'Architecture Logique squentielle 4

    Les bascules bascule (flip-flop) : systme permettant de mmoriser une

    information lmentaire mmoire 1 bit ayant 2 tats : Q et utilise un mcanisme de verrou (latch)

    on peut vrifier que les tats sont cohrents

    2 tats seulement : "0" et "1" : bistable

    (Q=1)(B=1)(Q=0)(A=0)(Q=1)(Q=0)(B=0)(Q=1)(A=1)(Q=0)

    (Q=0,Q=1) (Q=1,Q=0)

    Q

  • F. Touchard Polytech Marseille INFO3 2017-18 Cours d'Architecture Logique squentielle 5

    Les bascules RS Bascules R-S

    ralises avec des portes NOR ou NAND portes NOR

    R S

    0 00 1 1 01 0 0 11 1 0 0

    Q QQ Q sorties inchanges

    Set : remise 1Reset : remise 0 proscrire

  • F. Touchard Polytech Marseille INFO3 2017-18 Cours d'Architecture Logique squentielle 6

    Les bascules RS portes NAND

    R S0 0 1 10 1 1 0 1 01 0 0 1 0 11 1 0 0 0 0

    R S Q Q

    Q Q sorties inchangesSet : remise 1Reset : remise 0 proscrire

  • F. Touchard Polytech Marseille INFO3 2017-18 Cours d'Architecture Logique squentielle 7

    Les bascules RS reprsentation gnrique

    S

    R

    Q

    Q

    R S

    0 00 1 1 01 0 0 11 1 0 0

    Q Q

    Q Q sorties inchangesSet : remise 1Reset : remise 0 proscrire

  • F. Touchard Polytech Marseille INFO3 2017-18 Cours d'Architecture Logique squentielle 8

    Les bascules RS Bascule RST :

    bascule RS dans laquelle les entres R et S ne sont prises en comptes que si elles sont en concidence avec un signal de commande

    bascule bloque quand le signal de commande est 0 si le signal de commande est fourni par une horloge :

    bascule synchrone

    S

    R

    Q

    QClk

    S

    R

    Clk

    Q

    Q

  • F. Touchard Polytech Marseille INFO3 2017-18 Cours d'Architecture Logique squentielle 9

    Les bascules RS signal de commande donn par une horloge de priode T

    fournissant des impulsions La largeur tp des impulsions est suppose petite devant la

    priode Qn : valeur de la sortie Q pendant le nime intervalle

    prcdant la nime impulsion Qn+1 : valeur de la sortie dans l'intervalle suivant la nime

    impulsion

  • F. Touchard Polytech Marseille INFO3 2017-18 Cours d'Architecture Logique squentielle 10

    Les bascules RS

    t = nT + e, quand Clk = 1 si R = S = 0, la sortie de change pas si S = 1 et R = 0, alors Q est force 1 si S = 0 et R = 1, alors Q est force 0 si S = 1 et R = 1, alors situation indtermine

    Sn Rn Qn+10 0 Qn1 0 10 1 01 1 ?

  • F. Touchard Polytech Marseille INFO3 2017-18 Cours d'Architecture Logique squentielle 11

    bascule J-K permet de lever l'ambigut des bascules RST

    Les bascules JK

    S = J .QR = K .Q

    Jn Kn Qn S R Qn+10 0 0 1 0 0 00 0 1 0 0 0 10 1 0 1 0 0 00 1 1 0 0 1 01 0 0 1 1 0 11 0 1 0 0 0 11 1 0 1 1 0 11 1 1 0 0 1 0

    Qn

  • F. Touchard Polytech Marseille INFO3 2017-18 Cours d'Architecture Logique squentielle 12

    Les bascules JK table de vrit

    diagramme logique

    Jn Kn Qn+1

    0 0 Qn0 1 01 0 11 1 Qn

  • F. Touchard Polytech Marseille INFO3 2017-18 Cours d'Architecture Logique squentielle 13

    table de transition

    Qn Qn+1 Jn Kn0 00 11 01 1

    Les bascules JK

  • F. Touchard Polytech Marseille INFO3 2017-18 Cours d'Architecture Logique squentielle 14

    table de transition

    pour obtenir la transition 0 0

    J = K = 0 maintient l'tat de la bascule 0 J = 0, K = 1 charge 0 dans la bascule (qui tait dj 0)

    on aura la transition 0 0 si J=0, quel que soit K

    Qn Qn+1 Jn Kn0 00 11 01 1

    Les bascules JK

  • F. Touchard Polytech Marseille INFO3 2017-18 Cours d'Architecture Logique squentielle 15

    table de transition

    pour obtenir la transition 0 0

    J = K = 0 maintient l'tat de la bascule 0 J = 0, K = 1 charge 0 dans la bascule (qui tait dj 0)

    on aura la transition 0 0 si J=0, quel que soit K

    Qn Qn+1 Jn Kn0 0 0 X0 11 01 1

    Les bascules JK

  • F. Touchard Polytech Marseille INFO3 2017-18 Cours d'Architecture Logique squentielle 16

    table de transition

    Qn Qn+1 Jn Kn0 0 0 X0 1 1 X1 0 X 11 1 X 0

    Les bascules JK

  • F. Touchard Polytech Marseille INFO3 2017-18 Cours d'Architecture Logique squentielle 17

    expression de Qn+1 en fonction de Qn, J et K partir de la table de vrit de la bascule J-K

    on construit le tableau de Karnaugh

    Qn+1=JnQn+KnQn

    Jn Kn Qn Qn+10 0 0 00 0 1 10 1 0 00 1 1 01 0 0 11 0 1 11 1 0 11 1 1 0

    JK Q 00 01 11 10

    0 1 11 1 1

    Les bascules JK

  • F. Touchard Polytech Marseille INFO3 2017-18 Cours d'Architecture Logique squentielle 18

    Les bascules JK rle des entres Pr et Cr

    Pr Cr Q

    1 1 Q

    Q

    Q

    Q Clk = 0

  • F. Touchard Polytech Marseille INFO3 2017-18 Cours d'Architecture Logique squentielle 19

    Les bascules JK rle des entres Pr et Cr

    Pr Cr Q

    1 1 Q1 0 0 1

    Q

    Q

    Q Clk = 0

  • F. Touchard Polytech Marseille INFO3 2017-18 Cours d'Architecture Logique squentielle 20

    Les bascules JK rle des entres Pr et Cr

    Pr Cr Q

    1 1 Q1 0 0 10 1 1 0

    Q

    Q

    Q Clk = 0

  • F. Touchard Polytech Marseille INFO3 2017-18 Cours d'Architecture Logique squentielle 21

    Les bascules JK rle des entres Pr et Cr

    entres asynchrones (lorsque Clk = 0), pour assigner l'tat

    initial de la bascule en fonctionnement normal, elles doivent tre maintenues 1

    S

    R

    Q

    QClk

    Pr

    Cr

    Pr Cr Q

    1 1 Q1 0 0 10 1 1 00 0 1 1

    Q

    Q

    Q

    proscrire

  • F. Touchard Polytech Marseille INFO3 2017-18 Cours d'Architecture Logique squentielle 22

    Les bascules JK bascules J-K Matre-Esclave

    on a construit les tables de vrit partir de la logique combinatoire

    mais il y a maintenant des conditions d'asservissement entre les entres et les sorties

    supposons J=K=1 et Q=0

  • F. Touchard Polytech Marseille INFO3 2017-18 Cours d

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