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Blocos lógicos elementares
- Tabelas para consulta
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| Nome |
E (AND) |
OU (OR) |
NÃO (NOT) |
OU exclusivo (XOR) |
NÃO E (NAND) |
NÃO OU (NOR) |
Flip-Flop JK |
Flip-Flop D |
Flip-Flop T |
| Símbolo |
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| Notação |
S = A . B |
S = A + B |
S = A |
S = A 
B |
S = (A
. B) |
S = (A
+ B) |
- |
- |
- |
Tabela de
verdade |
| A |
B |
S |
| 0 |
0 |
0 |
| 0 |
1 |
0 |
| 1 |
0 |
0 |
| 1 |
1 |
1 |
|
| A |
B |
S |
| 0 |
0 |
0 |
| 0 |
1 |
1 |
| 1 |
0 |
1 |
| 1 |
1 |
1 |
|
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| A |
B |
S |
| 0 |
0 |
0 |
| 0 |
1 |
1 |
| 1 |
0 |
1 |
| 1 |
1 |
0 |
|
| A |
B |
S |
| 0 |
0 |
1 |
| 0 |
1 |
1 |
| 1 |
0 |
1 |
| 1 |
1 |
0 |
|
| A |
B |
S |
| 0 |
0 |
1 |
| 0 |
1 |
0 |
| 1 |
0 |
0 |
| 1 |
1 |
0 |
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| J |
K |
Q |
| 0 |
0 |
Qa |
| 0 |
1 |
0 |
| 1 |
0 |
1 |
| 1 |
1 |
Qa |
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| Alguns
blocos lógicos citados são formados por combinações de
blocos elementares, mas são assim considerados pela importância de
suas funções. O bloco NÃO, se junto de outros, pode ser indicado apenas
por um pequeno círculo. Alguns símbolos podem diferir um pouco
dos apresentados na página devido a diferenças de softwares
gráficos. A operação de flip-flops depende também das entradas
CK, PR e CL. Ver páginas correspondentes. |
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Memórias estáticas -
Introdução
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Na página Eletrônica
digital II, pode ser visto que o valor da saída de um
flip-flop (bloco básico da lógica seqüencial) pode ser
mantido fixo ou ter alteração permitida pela entrada de
clock. Isto sugere o uso de flip-flops em memórias, que são
denominadas memórias estáticas.
Memórias estáticas são de acesso aleatório, mas não são
em geral as conhecidas "RAM" encaixáveis nas
placas-mãe dos computadores. São mais usadas como cache
(armazenamento temporário) interno dos microprocessadores.
São provavelmente as memórias de
menor tempo de acesso, mas a implementação exige um número
relativamente elevado de componentes por bit armazenado. Nesta
página, algumas informações básicas.
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Porta E como elemento de habilitação
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Este arranjo já existe em vários circuitos de páginas
anteriores, mas aqui é dado um destaque por fazer parte
importante dos circuitos das memórias estáticas.
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Fig 01
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Seja um circuito conforme (a) da
Figura 01: uma entrada E, uma saída S e uma entrada de
"liberação" ou "habilitação" H.
Pela tabela de verdade do bloco E, podemos facilmente concluir
que, se a entrada H é 1, S=0 se E=0 e S=1 se E=1. Ou seja S =
E. Em termos lógicos, é como se a entrada estivesse
diretamente conectada à saída, como em (b) da figura. |
Se H=0, S é sempre 0, independente do valor da entrada E.
Em termos lógicos, é como se tivéssemos a entrada E aberta
e a saída S ligada a um potencial de nível lógico zero. Ver
(c) da referida figura.
Resumindo, o circuito funciona como uma chave liga-desliga,
com a particularidade de manter a saída nula na condição
desligada.
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Memória estática elementar
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A Figura 01 dá o arranjo de um circuito de memória estática
do mais elementar possível: memoriza apenas um bit de
informação em um flip-flop tipo RS.
A entrada END é para endereçamento. Para um bloco só, ela
não faz muito sentido. Mas num circuito real, com mais de um
bloco, ela "conecta" ou "desconecta"
logicamente as entradas e saída do flip-flop com uso das portas
ES, ER e EQ conforme tópico
anterior.
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Fig 01
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D é a entrada do bit de
informação. O inversor faz com que as entradas S e R do
flip-flop só possam ser inversas, evitando estado impossível
do flip-flop RS (S=1 e R=1. Ver página Eletrônica
digital II para mais informações).
L/E é a entrada que define a operação da memória (leitura
ou escrita). Usa a entrada de clock do flip-flop. |
A tabela abaixo dá um resumo da operação do circuito. É
basicamente a operação de um flip-flop, que mantém ou muda
o seu valor de acordo com o nível da entrada de clock.
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END
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Status
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L/E
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Operação
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Descrição
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|
1
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Habilitado
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0
|
Leitura
|
Se a entrada de clock do flip-flop é zero, o valor da
saída não muda, quaisquer sejam os valores das
entradas. Portanto, a saída O tem o valor memorizado.
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1
|
Habilitado
|
1
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Escrita
|
Se a entrada de clock é um, o flip-flop pode mudar de
estado. Portanto, a saída Q será o valor que for
aplicado em D.
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|
0
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Desabilitado
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Ø
|
Não há
|
As portas E "isolam" o flip-flop e a saída O
será sempre 0 para quaisquer valores das entradas.
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Tab 01
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Para simplificar os esquemas dos
circuitos, simbolizamos o circuito da Figura 01 como um
único bloco, de forma similar a outros blocos lógicos.
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Fig 01
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A Figura 02 ao lado exibe a disposição do bloco, isto é,
uma "célula" básica de memória estática, que
armazena um único bit de informação. |
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Memória de vários bits
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↑Topo • Fim↓
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Uma memória de apenas um bit teria certamente pouca utilidade
prática. A natural evolução é a associação de vários
blocos elementares do tópico anterior para formar
dispositivos de maior capacidade. Evidentemente, o número de
bits que podem ser armazenados é igual ao número de blocos
elementares.
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Fig 01
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Por exemplo: para armazenar 4 bits,
podemos imaginar um circuito com 4 blocos elementares, uma
saída para leitura, uma entrada de dado, uma entrada de
controle leitura/escrita.
Mas isso não é tudo. Precisamos ainda de um meio para
selecionar (ou endereçar) o bloco elementar (ou posição
de memória) que desejamos operar (ler ou escrever).
Esta seleção pode ser perfeitamente executada com um
circuito gerador de produtos canônicos, do tipo usado em
multiplex e demultiplex (ver página Eletrônica
Digital IV e seguintes para mais detalhes). |
A Figura 01 dá o diagrama básico da memória estática de 4
bits.
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Entrada A
|
Entrada B |
Célula ativa
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0
|
0
|
0
|
|
0
|
1
|
1
|
|
1
|
0
|
2
|
|
1
|
1
|
3
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Tab 01
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Para cada combinação das entradas
de endereço A e B, há somente uma única saída de valor 1
no gerador de produtos canônicos. Isso ativa a respectiva
célula ou posição de memória e mantém as demais inativas. |
Assim, as entradas de endereço selecionam a posição de
memória desejada e, para cada posição, as operações de
leitura e escrita ocorrem conforme tópico anterior. A porta
OU na saída é o elemento de união das saídas de cada
posição de memória. Desde que apenas a posição
selecionada pode ser 0 ou 1 e as demais são sempre 0
(inativas), a saída da porta OU acompanha o valor da saída
da posição selecionada (ou endereçada).
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Exemplo de memória de 16 bits
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↑Topo • Fim↓
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O circuito do tópico anterior
permite construir memórias com quaisquer números de bits,
mas é um arranjo em linha, que, no aspecto construtivo e
elétrico, pode não ser o melhor.
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Fig 01
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O circuito da Figura 01 usa um gerador de produtos canônicos
em forma de matriz, já visto na página Eletrônica
Digital IV.
Por razões de simplicidade, o circuito é apresentado em duas
partes e as linhas de interligação não são indicadas:
(a) é a matriz de produtos canônicos mencionada, de 16
saídas. (b) é a correspondente matriz de 16 blocos
elementares de memória.
Subentende-se que cada saída (1, 2, 3,..., 15) da matriz (a)
está ligada a cada entrada (1, 2, 3, ..., 15) de endereço
END da matriz (b).
As saídas O de cada bloco elementar são ligadas à entrada
da porta OU para formar a saída única, de modo idêntico ao
do circuito do tópico anterior.
Também de forma similar, as entradas de leitura/escrita e de
dados são unidas conforme indicado.
Portanto, o circuito opera da mesma forma do circuito
anterior, com 16 e não 4 bits. Apenas o arranjo físico é
diferente. |
Exemplo: se A=1, B=1, C=1, D=0, o bloco 14 é ativado,
permitindo operações de leitura ou escrita no mesmo. |
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