Tutorial Instalação da Plataforma Scorpion

Este tutorial visa demonstrar os procedimentos necessários para conectar a plataforma Scorpion à plataforma Xilinx Spartan-3E, bem como fazer com que ambas as plataformas se comuniquem.

A plataforma Scorpion, que foi desenvolvida no LCCV UFAL Campus Arapiraca, possibilitando o envio de dados para a Xilinx Spartan-3E através de uma porta USB, tornando mais fácil a transferência de módulos FPGA.


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Elementos Fundamentais da Memória: Registrador

Os próximos três posts versam acerca do circuito digital pulsado Flip-flop ou multivibrador biestável e sua importância. Tem como objetivo principal expor as características dos tipos de Flip-flop: SR, JK e D.

De acordo com o Wikipédia, o primeiro Flip-flop eletrônico foi inventado em 1919 por William Eccles e F. W. Jordan. Ele foi inicialmente chamado de circuito de disparo Eccles-Jordan. O nome Flip-flop posterior descreve o som que é produzido em um alto-falante conectado a uma saída de um amplificador durante o processo de chaveamento do circuito.

A segmentação apresentada aqui está disposta assim: primeira parte acerca do Flip-flop SR e sobre a sua classificação em síncrono e assíncrono; a segunda parte se verá uma exposição sobre o Flip-flop do tipo JK e, por fim, uma explanação sobre o tipo Flip-flop D.

Objetiva-se assim, apreender a importância do multivibrador biestável e a eficácia do seu uso.

O flip-flop RS

Flip-flop RS Assíncrono

Constitui-se o tipo mais simples de flip-flop, sendo que os outros circuitos seqüenciais são baseados ou formados por associações dele. Sua estrutura é simples, podendo ser construído utilizando duas portas NOR cada uma com duas entradas. Há duas entradas, denominadas R (reset, provoca o armazenamento do nível lógico zero) e S(set, provoca o armazenamento do nível lógico um), e duas saídas, Q(saída principal) e Q' (saída auxiliar).

Na figura, pode-se notar que há uma conexão entre a saída Q e a outra entrada da NOR n2 e outra conexão entre a saída Q' e a outra entrada da NOR n1. Essas conexões são chamadas de realimentações. Circuitos que possuem realimentações são denominados seqüenciais, seu comportamento depende dos valores de entrada e também do estado em que o circuito se encontra. Q

Flip-flop RS com portas NOR.

Ele armazena o valor de 1 bit (binary digit) por um tempo indeterminado, podendo apenas armazenar dois tipos de valores (um de cada vez) : o nível lógico “0” e o nível lógico “1”. Chama-se assíncrono, pois não apresenta algum tipo de sincronismo, em outras palavras, ao aplicar os sinais de comando o nível lógico é armazenado imediatamente.


Flip-flop RS Síncrono
Os circuitos síncronos são utilizados principalmente quando há um conjunto deles operando, assim para que todos mudem de estado simultaneamente deve haver um tipo de sinal de sincronismo. Então, o dispositivo tem uma entrada para esse sinal denominada de entrada de clock.

Flip-flop RS síncrono

Os sinais set e reset só atuarão no circuito se o sinal de clock estiver no nível lógico um, caso contrário as portas AND garantem nível lógico em suas saídas fazendo com que o flip-flop permaneça no mesmo estado.

O flip-flop JK

O flip-flop JK tem basicamente o mesmo funcionamento do flip-flop SR (ou SC), a única diferença se dá na condição J=K=1, pois ao invés de manter a saída anterior quando ocorre essa condição (J=K=1) o flip-flop JK manda para saída Q o inverso da saída anterior.

Analisando o Diagrama percebemos que quando J=K=1 e Q=0 a porta NAND 1 irá mandar o valor 0 para o Set do latch SC(SR) interno e o valor 1 para o Clear (Reset), retornando o valor Q=1. Quando J=K=1 e Q=1 a porta NAND 2 irá o valor 0 para o Clear do latch SC, retornado o valor Q=0.

Flip-flop D (Data)

O flip-flop D ("data" ou dado, pois armazena o bit de entrada) possui uma entrada, que é ligada diretamente à saída quando o clock é mudado. Independentemente do valor atual da saída, ele irá assumir o valor 1 se D = 1 quando o clock for mudado ou o valor 0 se D = 0 quando o clock for mudado.

Este flip-flop pode ser interpretado como uma linha de atraso primitiva ou um hold de ordem zero, visto que a informação é colocada na saída um ciclo depois de ela ter chegado à entrada.

Ainda pode-se dizer que um flip-flop tipo D não passa de um flip-flop SR com as entradas S e R sendo ligadas através de um inversor. O latch D é construído a partir do latch RS, de maneira tal que, pela colocação de um inversor entre as entradas S e R, fica assegurado que nunca ocorrerá a situação de entradas R=1 e S=1, responsáveis pelo surgimento do estado proibido.

Desta forma, a tabela de transição do latch D pode ser derivada da tabela do latch RS controlado, onde as entradas R e S passam a ser a entrada D (com D=S). Duas combinações de entradas desaparecem: uma que resultava na manutenção do estado e outra que resultava no estado proibido.


Um flip-flop tipo D pode ser implementado a partir de um flip-flop JK, como mostra a figura.




O Flip-Flop D possui apenas uma entrada síncrona D (data).




Veja a implementação do flip-flop D:



O flip-flop D responde à entrada D somente na transição do sinal de clock. No latch D, a saída irá acompanhar a entrada D para EN = 1 (operação “transparente”) e a saída será fixa quando EN = 0.


É conveniente lembrar que este flip-flop transfere a sua entrada para a saída.