Che cos'è la logica sequenziale?
La logica sequenziale (SL) nella teoria dei circuiti digitali è l'insieme di regole e implementazioni di circuiti che si basano sugli eventi attuali e passati di stati e transizioni logici per determinare gli stati logici attuali. Conoscere la logica combinatoria (CL), l'insieme di regole e l'implementazione di circuiti che si basano sui livelli logici effettivi, rivela i punti chiave della logica sequenziale. I livelli logici per il calcolo binario di solito si riferiscono a valori alti o bassi. Nella logica positiva, 1 è alto e 0 è basso. I circuiti logici sono costituiti da porte che possono avere uno o più ingressi e di solito solo un'uscita.
Una semplice porta CL è nota come buffer e inverter o porta NOT. L'uscita del buffer è sempre uguale all'ingresso, ma l'uscita dell'inverter non è sempre l'ingresso. Altre porte utilizzate in CL includono la porta AND, la porta NAND e la porta NOR. La porta AND emette un 1 solo se entrambi gli ingressi sono 1. La porta NAND e la porta NOR sono, rispettivamente, una porta AND e una porta OR, ciascuna con un inverter sull'uscita.
La logica sequenziale utilizza i latch che bloccano i livelli di uscita in base ai livelli di uscita precedenti e ai livelli di ingresso correnti. Le chiusure vengono generalmente realizzate utilizzando due porte partner, che sono due porte NAND o NOR. Le porte di questi dispositivi di chiusura, o infradito, sono bloccate in uno dei due stati dalle uscite del gate che vengono rimandate all'ingresso del gate del partner. Modificando i livelli sugli ingressi liberi delle porte, si ottiene un'inversione del livello logico. L'analisi logica sequenziale prevede sia l'osservazione dei livelli di uscita iniziali sia l'osservazione della variazione dei livelli di uscita in base alla variazione dei livelli di ingresso.
Nei contatori binari, è presente un circuito di rilevamento dei bordi nell'ingresso di clock per ogni blocco di cifre binarie (bit). I contatori di solito usano un rilevamento del fronte positivo per il normale conteggio. Ad esempio, un contatore a 8 bit utilizza i blocchi a 8 bit.
La logica sequenziale utilizza blocchi di bit in cascata per produrre un contatore digitale asincrono (asincrono). Quando viene effettuato un bit dal latch di bit meno significativo (LSB) per eseguire il clock del bit più significativo (MSB), viene chiamato contatore asincrono. In modalità asincrona, i latch si sincronizzano tra loro in momenti leggermente diversi, mentre la logica sincrona (sincronizzazione) sincronizza tutti i latch contemporaneamente. Il contatore asincrono subirà un ritardo di ondulazione totale massimo pari a un ritardo di ondulazione del latch moltiplicato per il numero di bit nel contatore. Nella logica di sincronizzazione, i latch di bit in un contatore digitale vengono sincronizzati simultaneamente, quindi il ritardo totale dell'ondulazione è uguale a un ritardo di ripple del latch per qualsiasi numero di bit nel contatore.