Lógica Secuencial Sincrónica

A diferencia de los circuitos combinacionales, los circuitos secuenciales nos permiten la memorización de estados.

Se utiliza un circuito combinacional con entradas y salidas, pero con la capacidad de detectar el estado actual y calcular el estado siguiente (a través de elementos de memoria)

Un elemento de memoria encargado de almacenar el estado del sistema es el flip-flop. Este se actualiza al llegar a un pulso de reloj:

Latchs SR

Un Latch SR es un circuito secuencial que almacena un bit. Es compuesto por dos compuertas NOR acopladas en cruz, con entradas $S, R$ (set, reset respectivamente).

$S, R$ no deben ser iguales $1$ al mismo tiempo, el latch detecta el nivel de las señales y dicho caso es un estado inválido.

Siguiendo la tabla:
Si $Q = 1, \; Q' = 0 \implies$ tiene estado establecido.
Si $Q=0, \; Q'=1 \implies$ tiene estado reestablecido.

Es posible hacer un Latch S’R’ (activo por bajo) mediante compuertas NAND.

Latch D

Una forma de garantizar que $Q,Q'$ no sean iguales a $1$ a la vez, es mediante el siguiente Latch:

Donde $D, C$ corresponden a data, clock, respectivamente.

Flip-Flops

El Flip-Flop es un circuito secuencial que puede capturar el valor de la entrada en un momento específico (en el flanco de subida o bajada del reloj).

Una de sus implementaciones en con el Flip-Flop D, compuesto dos Latchs D (amo - esclavo) capturando el valor del reloj ( $CLK$ )

La única cosa faltante en este flip-flop es el reseteo. Lo cual puede está implementado en un Flip-Flop con reset asíncrono.

Con la tabla de verdad:

$R$	$C$	$D$
$0$	$X$	$X$
$1$	$\uparrow$	$0$
$1$	$\uparrow$	$1$

$Q$	$Q'$
$0$	$1$
$0$	$1$
$1$	$0$

Registros

Consisten en un grupo de flip-flops y pueden contener, además, compuertas lógicas (para transicionar la información entre los flip-flops)
Un registro de $n$ bits consiste en un grupo de $n$ flip-flops que almacenan $n$ bits.

Ejemplo 1: Registro de entrada y salida en paralelo de $4$ bits.

Ejemplo 2: Registro de entrada y salida en serie de $4$ bits (unidireccional).

Ejemplo 3: Registro de $4$ bits con entradas y salidas de datos en serie y paralelo, con dos señales de control $C_1, C_2$ tales que:

$C_1C_0 = 00 \implies$ todas las salidas del registro son $0$ (reset)
$C_1C_0 = 01 \implies$ el registro se desplaza un bit a la derecha
$C_1C_0 = 10 \implies$ el registro mantiene la información
$C_1C_0 = 11 \implies$ el registro carga información por su entrada en paralelo