職業訓練24日目 論理回路設計の基本作業（組み合わせ回路設計と順序回路）
順序回路
順序回路の表現方法
- 状態遷移図（ステートダイアグラム）
- タイミングチャート
モデル
- ミーリ・マシン：出力が現在状態と入力によって決定される
- ムーア・マシン：出力が（入力によらず）現在の状態によってのみ決定される
設計方法
- 状態遷移図
- 真理値表
- カルノー図
- 回路図
以下で「2ビット同期式バイナリカウンタ」を例に考えてみる。
1. 状態遷移図を作る。（全然遷移図に見えないけど…）
00→01
↑ ↓
11→10
2. 真理値表を作る。
| Q1 | Q0 | Q1' | Q0' |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 0 |
→Q1'とQ0'には遷移図の「次状態」を記入する。
3. カルノー図を作る。
Q1'が1になっている状態をカルノー図にする。
| Q0＼Q1 | 0 | 1 |
|---|---|---|
| 0 | 1 | |
| 1 | 1 |
→Q1' = !Q1・Q0 + Q1・!Q0
Q0'が1になっている状態をカルノー図にする。
| Q0＼Q1 | 0 | 1 |
|---|---|---|
| 0 | 1 | 1 |
| 1 |
→Q0' = !Q4
4. 3で導きだした論理式を回路図に起こす。
カウンタ
クロックパルスによって数値の処理を行うための論理回路。
カウンタの種類
- 非同期カウンタ：前段のFFの出力が次段のFFのクロックとして動作する
- 同期カウンタ：1つのクロックによって全てのFFが動作する
バイナリ・カウンタ
000
001
010
011
100
101
110
111
グレイ・コード・カウンタ
同時に1つのビットしか変化しない。
000
001
011
010
110
111
101
100
ジョンソン・カウンタ
出力が次々と隣の出力に移動していく。
000
001
011
111
110
100
