View
244
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Rangkaian Sekuensial SinkronTKC305 - Sistem Digital Lanjut
Eko Didik Widianto
Sistem Komputer - Fakultas Teknik Universitas Diponegoro
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Review Kuliah
Desain rangkaian sekuensial sinkron
� FSM (Finite State Machine): diagram state, tabel state
� Desain FSM menggunakan model Moore
� Implementasi FSM menggunakan flip-flop D, T dan JK
� Evaluasi rangkaian sekuensial
Referensi:
� (Bab 8) Stephen Brown and Zvonko Vranesic,Fundamentals of Digital Logic with Verilog/VHDL, 2ndEdition, McGraw-Hill, 2005
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Kompetensi Dasar
Setelah mempelajari bab ini, mahasiswa akan mampu:
� [C3] menerapkan model-model FSM untukmendesain rangkaian sekuensial sinkron
� [C5] mengimplementasikan desain FSMmenggunakan flip-flop D (D-FF)
� [C5] mengimplementasikan desain FSMmenggunakan flip-flop T (T-FF)
� [C5] mengimplementasikan desain FSMmenggunakan flip-flop JK (JK-FF)
� [C6] mengevaluasi desain rangkaian sekuensialtersebut
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Bahasan
Rangkaian Sekuensial SinkronKonsep Rangkaian Sekuensial SinkronKebutuhan DesainDiagram KeadaanTabel Keadaan dan Pemberian Nilai KeadaanPeta Next-state dan KeluaranImplementasi Rangkaian
Rangkaian Sekuensial SinkronContoh Desain PencacahImplementasi dengan Flip-Flip DImplementasi dengan Flip-flop Lain
Pemberian Nilai KeadaanPermasalahan Pemberian Nilai KeadaanPetunjuk Pemberian Nilai Keadaan
Lisensi
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkronKonsep RangkaianSekuensial Sinkron
Kebutuhan Desain
Diagram Keadaan
Tabel Keadaan danPemberian Nilai Keadaan
Peta Next-state dan
Keluaran
Implementasi Rangkaian
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Bahasan
Rangkaian Sekuensial SinkronKonsep Rangkaian Sekuensial SinkronKebutuhan DesainDiagram KeadaanTabel Keadaan dan Pemberian Nilai KeadaanPeta Next-state dan KeluaranImplementasi Rangkaian
Rangkaian Sekuensial SinkronContoh Desain PencacahImplementasi dengan Flip-Flip DImplementasi dengan Flip-flop Lain
Pemberian Nilai KeadaanPermasalahan Pemberian Nilai KeadaanPetunjuk Pemberian Nilai Keadaan
Lisensi
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkronKonsep RangkaianSekuensial Sinkron
Kebutuhan Desain
Diagram Keadaan
Tabel Keadaan danPemberian Nilai Keadaan
Peta Next-state dan
Keluaran
Implementasi Rangkaian
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Rangkaian Sekuensial Sinkron� Rangkaian sekuensial sinkron: rangkaian yang menggunakan
sinyal clock untuk mengontrol operasi rangkaian
� Transisi clock aktif menunjukkan transisi clock yangmenyebabkan terjadinya perubahan state/keadaan.Transisi bisa positif atau negatif
� Transisi positif: state dievaluasi saat transisi clocknaik dari 0 ke 1
� Transisi negatif: state dievaluasi saat transisi clockturun dari 1 ke 0
� Direalisasikan menggunakan rangkaian kombinasional dansetidaknya satu buah flip-flop
� Model rangkaian sekuensial sinkron:
� Moore: keluaran rangkaian hanya tergantung pada staterangkaian saat ini
� Mealy: keluaran rangkaian tergantung dari state rangkaiansaat ini dan masukan primernya
� Rangkaian sekuensial disebut juga finite state machine (FSM)
� Mesin keadaan yang terbatas
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkronKonsep RangkaianSekuensial Sinkron
Kebutuhan Desain
Diagram Keadaan
Tabel Keadaan danPemberian Nilai Keadaan
Peta Next-state dan
Keluaran
Implementasi Rangkaian
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Model Moore versus Mealy
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkronKonsep RangkaianSekuensial Sinkron
Kebutuhan Desain
Diagram Keadaan
Tabel Keadaan danPemberian Nilai Keadaan
Peta Next-state dan
Keluaran
Implementasi Rangkaian
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Bahasan
Rangkaian Sekuensial SinkronKonsep Rangkaian Sekuensial SinkronKebutuhan DesainDiagram KeadaanTabel Keadaan dan Pemberian Nilai KeadaanPeta Next-state dan KeluaranImplementasi Rangkaian
Rangkaian Sekuensial SinkronContoh Desain PencacahImplementasi dengan Flip-Flip DImplementasi dengan Flip-flop Lain
Pemberian Nilai KeadaanPermasalahan Pemberian Nilai KeadaanPetunjuk Pemberian Nilai Keadaan
Lisensi
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkronKonsep RangkaianSekuensial Sinkron
Kebutuhan Desain
Diagram Keadaan
Tabel Keadaan danPemberian Nilai Keadaan
Peta Next-state dan
Keluaran
Implementasi Rangkaian
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Kebutuhan Rangkaian Sekuensial
� Desain rangkaian sekuensial sinkron yangmemenuhi spesifikasi berikut:
� Rangkaian mempunyai satu masukan, w, dan satukeluaran, z
� Semua perubahan dalam rangkaian terjadi saattransisi naik dari sinyal clock
� Keluaran z=1 jika masukan w=1 secara berurutanselama 2 clock
� Dari spesifikasi terlihat bahwa keluaran z tidak hanyatergantung dari nilai w semata
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkronKonsep RangkaianSekuensial Sinkron
Kebutuhan Desain
Diagram Keadaan
Tabel Keadaan danPemberian Nilai Keadaan
Peta Next-state dan
Keluaran
Implementasi Rangkaian
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Urutan Sinyal
� Urutan sinyal masukan dan keluaran berikutmendeskripsikan rangkaian yang diinginkan
Siklus clock t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10
w 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1
z 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkronKonsep RangkaianSekuensial Sinkron
Kebutuhan Desain
Diagram Keadaan
Tabel Keadaan danPemberian Nilai Keadaan
Peta Next-state dan
Keluaran
Implementasi Rangkaian
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Bahasan
Rangkaian Sekuensial SinkronKonsep Rangkaian Sekuensial SinkronKebutuhan DesainDiagram KeadaanTabel Keadaan dan Pemberian Nilai KeadaanPeta Next-state dan KeluaranImplementasi Rangkaian
Rangkaian Sekuensial SinkronContoh Desain PencacahImplementasi dengan Flip-Flip DImplementasi dengan Flip-flop Lain
Pemberian Nilai KeadaanPermasalahan Pemberian Nilai KeadaanPetunjuk Pemberian Nilai Keadaan
Lisensi
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkronKonsep RangkaianSekuensial Sinkron
Kebutuhan Desain
Diagram Keadaan
Tabel Keadaan danPemberian Nilai Keadaan
Peta Next-state dan
Keluaran
Implementasi Rangkaian
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Diagram Keadaan
� Langkah pertama untuk mendesain FSM adalahdengan menentukan berapa keadaan (state) yangdibutuhkan dan transisi apa yang mungkin darisatu keadaan ke keadaan lain
� Tanpa prosedur preset untuk tiap keadaan (bersifatsekuensial)
� Desainer harus berpikir tentang rangkaian untukmemenuhi FSM ini
� Desain dimulai dengan mendefinisikan keadaanreset, yaitu keadaan saat sumber daya diberikan kerangkaian atau sinyal reset diterima
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkronKonsep RangkaianSekuensial Sinkron
Kebutuhan Desain
Diagram Keadaan
Tabel Keadaan danPemberian Nilai Keadaan
Peta Next-state dan
Keluaran
Implementasi Rangkaian
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Diagram Keadaan (1)
� Asumsi, keadaan mulai adalah A, yaitu keadaan saatreset
� Selama masukan w=0, rangkaian tidak melakukanapapun dan nilai z=0
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkronKonsep RangkaianSekuensial Sinkron
Kebutuhan Desain
Diagram Keadaan
Tabel Keadaan danPemberian Nilai Keadaan
Peta Next-state dan
Keluaran
Implementasi Rangkaian
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Diagram Keadaan (2)
� Saat w=1, rangkaian akan mengalami transisi kekeadaan baru (B)
� Transisi ini terjadi di transisi naik sinyal clockberikutnya
� Di keadaan B ini, nilai keluaran z masih 0 (z=0)
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkronKonsep RangkaianSekuensial Sinkron
Kebutuhan Desain
Diagram Keadaan
Tabel Keadaan danPemberian Nilai Keadaan
Peta Next-state dan
Keluaran
Implementasi Rangkaian
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Diagram Keadaan (3)� Saat rangkaian berada di keadaan B dan w=1,rangkaian akan mengalami transisi ke keadaan baru(C)
� Transisi ini terjadi di transisi naik sinyal clockberikutnya
� Di keadaan C ini, nilai keluaran z menjadi 1 (z=1)karena terjadi deretan w yang bernilai 11
� Jika w=0? maka keadaan akan kembali ke A danderetan harus mulai dari keadaan A
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkronKonsep RangkaianSekuensial Sinkron
Kebutuhan Desain
Diagram Keadaan
Tabel Keadaan danPemberian Nilai Keadaan
Peta Next-state dan
Keluaran
Implementasi Rangkaian
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Diagram Keadaan (4)
� Diagram keadaan lengkap (Model Moore)
� Terdiri atas 3 keadaan A, B dan C untuk semuavaluasi nilai masukan w
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkronKonsep RangkaianSekuensial Sinkron
Kebutuhan Desain
Diagram Keadaan
Tabel Keadaan danPemberian Nilai Keadaan
Peta Next-state dan
Keluaran
Implementasi Rangkaian
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Bahasan
Rangkaian Sekuensial SinkronKonsep Rangkaian Sekuensial SinkronKebutuhan DesainDiagram KeadaanTabel Keadaan dan Pemberian Nilai KeadaanPeta Next-state dan KeluaranImplementasi Rangkaian
Rangkaian Sekuensial SinkronContoh Desain PencacahImplementasi dengan Flip-Flip DImplementasi dengan Flip-flop Lain
Pemberian Nilai KeadaanPermasalahan Pemberian Nilai KeadaanPetunjuk Pemberian Nilai Keadaan
Lisensi
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkronKonsep RangkaianSekuensial Sinkron
Kebutuhan Desain
Diagram Keadaan
Tabel Keadaan danPemberian Nilai Keadaan
Peta Next-state dan
Keluaran
Implementasi Rangkaian
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Tabel Keadaan (State Table)
� Diagram keadaan menjabarkan fungsionalitasrangkaian (bukan implementasinya)
� Translasi ke bentuk tabular menjadi tabel keadaan(state table)
� Tabel keadaan berisi:
� Semua transisi dari tiap present_state kenext_state untuk semua valuasi dari nilai masukan(w)
� Keluaran, z, ditentukan oleh present_state (mesinMoore)
Present Next_state Output
state w=0 w=1 z
A A B 0
B A C 0
C A C 1
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkronKonsep RangkaianSekuensial Sinkron
Kebutuhan Desain
Diagram Keadaan
Tabel Keadaan danPemberian Nilai Keadaan
Peta Next-state dan
Keluaran
Implementasi Rangkaian
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Pemberian Nilai Keadaan (State Assignment)
� Keadaan didefinisikan sebagai variabel, misalkankeadaan A, B, dan C
� Tiap keadaan direpresentasikan dengan valuasi(pemberian nilai) dari variabel keadaan tersebut
� Tiap variabel state diimplementasikan dengansebuah flip-flop
� Karena terdapat 3 state yang perlu direalisasikan,maka akan diperlukan dua buah variabel state
� Menggunakan y2y1 untuk present state (sebagaivariabel present_state)
� Menggunakan Y2Y1 untuk next state (sebagaivariabel next_state)
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkronKonsep RangkaianSekuensial Sinkron
Kebutuhan Desain
Diagram Keadaan
Tabel Keadaan danPemberian Nilai Keadaan
Peta Next-state dan
Keluaran
Implementasi Rangkaian
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Tabel Keadaan Bernilai (State-assigned
Table)
� Valuasi variabel keadaan membentuk tabel keadaanbernilai
� Keadaan A=00, B=01 dan C=10
State Valuasi
A 00
B 01
C 10
Present state Next state Y2Y1 Output
y2y1 w=0 w=1 z
00 00 01 0
01 00 10 0
10 00 10 1
11 dd dd d
� Keadaan D, y2y1 = 11 ditambahkan dalam tabel
� Tidak digunakan, namun diperlukan untukkelengkapan
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkronKonsep RangkaianSekuensial Sinkron
Kebutuhan Desain
Diagram Keadaan
Tabel Keadaan danPemberian Nilai Keadaan
Peta Next-state dan
Keluaran
Implementasi Rangkaian
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Bahasan
Rangkaian Sekuensial SinkronKonsep Rangkaian Sekuensial SinkronKebutuhan DesainDiagram KeadaanTabel Keadaan dan Pemberian Nilai KeadaanPeta Next-state dan KeluaranImplementasi Rangkaian
Rangkaian Sekuensial SinkronContoh Desain PencacahImplementasi dengan Flip-Flip DImplementasi dengan Flip-flop Lain
Pemberian Nilai KeadaanPermasalahan Pemberian Nilai KeadaanPetunjuk Pemberian Nilai Keadaan
Lisensi
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkronKonsep RangkaianSekuensial Sinkron
Kebutuhan Desain
Diagram Keadaan
Tabel Keadaan danPemberian Nilai Keadaan
Peta Next-state dan
Keluaran
Implementasi Rangkaian
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Peta Next-state dan Keluaran
� Peta Karnaugh disusun dari tabel nilai keadaanuntuk:
� Rangkaian luaran (z)� Rangkaian masukan ke flip-flop (next-state)
� Rangkaian luaran dan rangkaian masukan flip-flopadalah rangkaian kombinasional
� Mengkonstruksi peta next-sate tergantung dari tipeflip-flop (D, T, JK) yang akan digunakan untukimplementasi
� Flip-flop D dapat digunakan secara langsung
� Peta next-state disusun secara langsung dari tabelkeadaan bernilai karena Q(t + 1) = Q+ = D
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkronKonsep RangkaianSekuensial Sinkron
Kebutuhan Desain
Diagram Keadaan
Tabel Keadaan danPemberian Nilai Keadaan
Peta Next-state dan
Keluaran
Implementasi Rangkaian
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Tabel Keadaan Bernilai dan Peta Next_state
� Di rangkaian flip-flop D, nilai Y2Y1 = D2D1 denganDx adalah masukan flip-flop data x
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkronKonsep RangkaianSekuensial Sinkron
Kebutuhan Desain
Diagram Keadaan
Tabel Keadaan danPemberian Nilai Keadaan
Peta Next-state dan
Keluaran
Implementasi Rangkaian
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Tabel Keadaan Bernilai dan Peta Keluaran
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkronKonsep RangkaianSekuensial Sinkron
Kebutuhan Desain
Diagram Keadaan
Tabel Keadaan danPemberian Nilai Keadaan
Peta Next-state dan
Keluaran
Implementasi Rangkaian
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Bahasan
Rangkaian Sekuensial SinkronKonsep Rangkaian Sekuensial SinkronKebutuhan DesainDiagram KeadaanTabel Keadaan dan Pemberian Nilai KeadaanPeta Next-state dan KeluaranImplementasi Rangkaian
Rangkaian Sekuensial SinkronContoh Desain PencacahImplementasi dengan Flip-Flip DImplementasi dengan Flip-flop Lain
Pemberian Nilai KeadaanPermasalahan Pemberian Nilai KeadaanPetunjuk Pemberian Nilai Keadaan
Lisensi
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkronKonsep RangkaianSekuensial Sinkron
Kebutuhan Desain
Diagram Keadaan
Tabel Keadaan danPemberian Nilai Keadaan
Peta Next-state dan
Keluaran
Implementasi Rangkaian
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Diagram Rangkaian
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkronKonsep RangkaianSekuensial Sinkron
Kebutuhan Desain
Diagram Keadaan
Tabel Keadaan danPemberian Nilai Keadaan
Peta Next-state dan
Keluaran
Implementasi Rangkaian
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Diagram Pewaktuan
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkronContoh Desain Pencacah
Implementasi denganFlip-Flip D
Implementasi dengan
Flip-flop Lain
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Bahasan
Rangkaian Sekuensial SinkronKonsep Rangkaian Sekuensial SinkronKebutuhan DesainDiagram KeadaanTabel Keadaan dan Pemberian Nilai KeadaanPeta Next-state dan KeluaranImplementasi Rangkaian
Rangkaian Sekuensial SinkronContoh Desain PencacahImplementasi dengan Flip-Flip DImplementasi dengan Flip-flop Lain
Pemberian Nilai KeadaanPermasalahan Pemberian Nilai KeadaanPetunjuk Pemberian Nilai Keadaan
Lisensi
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkronContoh Desain Pencacah
Implementasi denganFlip-Flip D
Implementasi dengan
Flip-flop Lain
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Kebutuhan Desain
� Desain pencacah 2-bit untuk mencacah dengan ketentuanberikut:
� Urutan 0,1,2,3,0,... (up counter) jika sinyal kontrol U=1 atau� Urutan 0,3,2,1,0,... (down counter) jika sinyal kontrol U=0
� Desain ini membuat pencacah naik/turun 2-bit
� Masukan U mengontrol arah pencacahan (naik/turun)� Masukan Reset mereset pencacah ke NOL� Dua keluaran (Z1Z0) menunjukkan nilai keluaran (0-3)� Pencacah menghitung saat transisi positif sinyal clock
� Tujuan: mendesain rangkaian pencacah sebagai mesinsekuensial sinkron menggunakan
� Flip-flop D, T, dan JK
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkronContoh Desain Pencacah
Implementasi denganFlip-Flip D
Implementasi dengan
Flip-flop Lain
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Diagram Keadaan Pencacah
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkronContoh Desain Pencacah
Implementasi denganFlip-Flip D
Implementasi dengan
Flip-flop Lain
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Tabel Keadaan Pencacah
Present Next state Output
state U=0 U=1 Z1Z0
A D B 00
B A C 01
C B D 10
D C A 11
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkronContoh Desain Pencacah
Implementasi denganFlip-Flip D
Implementasi dengan
Flip-flop Lain
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Tabel Keadaan Bernilai
� Misalnya:
� Memilih pemberian nilai keadaan A=00, B=01, C=10dan D=11
� Keluaran Z1Z0 menjadi output dari flip-flop secaralangsung (nilai variabel present_state)
Present state Next state Y2Y1 Output
y2y1 U=0 U=1 Z1Z0
00 11 01 00
01 00 10 01
10 01 11 10
11 10 00 11
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkronContoh Desain Pencacah
Implementasi denganFlip-Flip D
Implementasi dengan
Flip-flop Lain
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Bahasan
Rangkaian Sekuensial SinkronKonsep Rangkaian Sekuensial SinkronKebutuhan DesainDiagram KeadaanTabel Keadaan dan Pemberian Nilai KeadaanPeta Next-state dan KeluaranImplementasi Rangkaian
Rangkaian Sekuensial SinkronContoh Desain PencacahImplementasi dengan Flip-Flip DImplementasi dengan Flip-flop Lain
Pemberian Nilai KeadaanPermasalahan Pemberian Nilai KeadaanPetunjuk Pemberian Nilai Keadaan
Lisensi
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkronContoh Desain Pencacah
Implementasi denganFlip-Flip D
Implementasi dengan
Flip-flop Lain
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Implementasi dengan Flip-Flip D
� Untuk implementasi FSM dengan flip-flop D, sinyalnext-state dalam tabel pemberian nilai keadaanberkaitan secara langsung dengan sinyal yang harusdiaplikasikan ke masukan D
� atau Dx = Yx
� Kemudian peta Karnaugh untuk masukan D dapatditurunkan secara langsung dari tabel keadaanbernilai
� Mekanisme ini tidak berlaku untuk tipe flip-flop lain(T, JK)
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkronContoh Desain Pencacah
Implementasi denganFlip-Flip D
Implementasi dengan
Flip-flop Lain
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Tabel Keadaan Bernilai dan Peta Next state
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkronContoh Desain Pencacah
Implementasi denganFlip-Flip D
Implementasi dengan
Flip-flop Lain
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Diagram Rangkaian (Flip-flop D)
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkronContoh Desain Pencacah
Implementasi denganFlip-Flip D
Implementasi dengan
Flip-flop Lain
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Bahasan
Rangkaian Sekuensial SinkronKonsep Rangkaian Sekuensial SinkronKebutuhan DesainDiagram KeadaanTabel Keadaan dan Pemberian Nilai KeadaanPeta Next-state dan KeluaranImplementasi Rangkaian
Rangkaian Sekuensial SinkronContoh Desain PencacahImplementasi dengan Flip-Flip DImplementasi dengan Flip-flop Lain
Pemberian Nilai KeadaanPermasalahan Pemberian Nilai KeadaanPetunjuk Pemberian Nilai Keadaan
Lisensi
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkronContoh Desain Pencacah
Implementasi denganFlip-Flip D
Implementasi dengan
Flip-flop Lain
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Implementasi dengan Flip-flop Lain
� Untuk flip-flop T- dan JK-, langkah yang perludilakukan adalah menurunkan input yang diinginkanke dalam flip-flop
� Dimulai dengan mengkonstruksi tabel transisi untukflip-flop yang akan digunakan
� Tabel ini menyederhanakan daftar masukan yangdiinginkan untuk satu perubahan keadaan
� Tabel transisi ini digunakan dengan tabel keadaanbernilai untuk menyusun sebuah tabel eksitasi
� Tabel eksitasi menentukan masukan flip-flop yangdiperlukan yang harus dieksitasi untuk menyebabantransisi ke masukan berikutnya
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkronContoh Desain Pencacah
Implementasi denganFlip-Flip D
Implementasi dengan
Flip-flop Lain
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Tabel Transisi
� Tabel transisi mendaftar masukan flip-flop yangmempengaruhi perubahan tertentu
� Diturunkan dari tabel karakteristik flip-flop yangdigunakan
� Tabel ini menunjukkan nilai masukan untuk tiapkemungkinan perubahan keadaan dari Q ke Q+
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkronContoh Desain Pencacah
Implementasi denganFlip-Flip D
Implementasi dengan
Flip-flop Lain
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Implementasi dengan Flip-flop T
� Menggunakan daftar dari tabel transisi untukmenurunkan masukan flip-flop berdasarkan tabelkeadaan bernilai
� Membentuk tabel eksitasi
Q Q+ T
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkronContoh Desain Pencacah
Implementasi denganFlip-Flip D
Implementasi dengan
Flip-flop Lain
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Tabel Eksitasi dan Peta Karnaugh
� Mencari masukan T1untuk flip-flop #1 dan T2 untukflip-flop #2
� Kolom next_state diabaikan sehingga diperolehtabel eksitasi
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkronContoh Desain Pencacah
Implementasi denganFlip-Flip D
Implementasi dengan
Flip-flop Lain
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Diagram Rangkaian (Flip-flop T)
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkronContoh Desain Pencacah
Implementasi denganFlip-Flip D
Implementasi dengan
Flip-flop Lain
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Implementasi flip-flop JK
� Menggunakan daftar dari tabel transisi untukmenurunkan masukan flip-flip berdasarkan tabelkeadaan bernilai
� Harus dilakukan untuk tiap masukan (J dan K) di tiapflip-flop
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkronContoh Desain Pencacah
Implementasi denganFlip-Flip D
Implementasi dengan
Flip-flop Lain
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Implementasi flip-flop JK (2)
� Membuat tabel eksitasi
� Tiap kolom next_state diuraikan menjadi 2 kolommasukan JK, yaitu J2K2 untuk flip-flop #2 danJ1K1untuk flip-flop #1
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkronContoh Desain Pencacah
Implementasi denganFlip-Flip D
Implementasi dengan
Flip-flop Lain
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Tabel Eksitasi dan Peta Karnaugh
� Mencari masukan J dan K untuk flip-flop #1
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkronContoh Desain Pencacah
Implementasi denganFlip-Flip D
Implementasi dengan
Flip-flop Lain
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Tabel Eksitasi dan Peta Karnaugh (2)
� Mencari masukan J dan K untuk flip-flop #2
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkronContoh Desain Pencacah
Implementasi denganFlip-Flip D
Implementasi dengan
Flip-flop Lain
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
Diagram Rangkaian (Flip-flop JK)
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaanPermasalahan PemberianNilai Keadaan
Petunjuk Pemberian Nilai
Keadaan
Lisensi
Bahasan
Rangkaian Sekuensial SinkronKonsep Rangkaian Sekuensial SinkronKebutuhan DesainDiagram KeadaanTabel Keadaan dan Pemberian Nilai KeadaanPeta Next-state dan KeluaranImplementasi Rangkaian
Rangkaian Sekuensial SinkronContoh Desain PencacahImplementasi dengan Flip-Flip DImplementasi dengan Flip-flop Lain
Pemberian Nilai KeadaanPermasalahan Pemberian Nilai KeadaanPetunjuk Pemberian Nilai Keadaan
Lisensi
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaanPermasalahan PemberianNilai Keadaan
Petunjuk Pemberian Nilai
Keadaan
Lisensi
Permasalahan Pemberian Nilai Keadaan
� Di contoh sebelumnya, pemberian nilai keadaanyang dilakukan masih sederhana dan secaralangsung
� Keadaan A diberi nilai 00, B dengan 01, C dengan 10dan seterusnya
� Bagaimana melakukan pemberian nilai alternatifuntuk keadaan yang dapat menghasilkan solusirangkaian yang lebih sederhana?
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaanPermasalahan PemberianNilai Keadaan
Petunjuk Pemberian Nilai
Keadaan
Lisensi
Pemberian Nilai Keadaan Alternatif
� Dengan mengubah nilai keadaan
Keadaan Nilai semula Nilai Alternatif
A 00 00
B 01 01
C 10 11
Tidak digunakan 11 10
� Tabel nilai keadaannya menjadi:
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaanPermasalahan PemberianNilai Keadaan
Petunjuk Pemberian Nilai
Keadaan
Lisensi
Implementasi Rangkaian yang
Disederhanakan
Bandingkan dengan:
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaanPermasalahan PemberianNilai Keadaan
Petunjuk Pemberian Nilai
Keadaan
Lisensi
Permasalahan Pemberian Nilai Keadaan
� Secara umum, untuk rangkaian yang lebih besar dankompleks, pemberian nilai keadaan yang berbedadapat sangat berpengaruh ke biaya implementasirangkaian akhirnya
� Pemberian nilai keadaan merupakan langkah kritis� Bahkan seringkali tidak mungkin (tidak dapatdilakukan) untuk menemukan pemberian nilaivariabel terbaik untuk rangkaian yang besar karenajumlah keadaan yang tersedia banyak
� Perangkat CAD digunakan untuk membuatpemberian nilai keadaan menggunakan teknikheuristik
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaanPermasalahan PemberianNilai Keadaan
Petunjuk Pemberian Nilai
Keadaan
Lisensi
Bahasan
Rangkaian Sekuensial SinkronKonsep Rangkaian Sekuensial SinkronKebutuhan DesainDiagram KeadaanTabel Keadaan dan Pemberian Nilai KeadaanPeta Next-state dan KeluaranImplementasi Rangkaian
Rangkaian Sekuensial SinkronContoh Desain PencacahImplementasi dengan Flip-Flip DImplementasi dengan Flip-flop Lain
Pemberian Nilai KeadaanPermasalahan Pemberian Nilai KeadaanPetunjuk Pemberian Nilai Keadaan
Lisensi
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaanPermasalahan PemberianNilai Keadaan
Petunjuk Pemberian Nilai
Keadaan
Lisensi
Petunjuk Pemberian Nilai Keadaan
� Petunjuk ini tidak menjamin solusi yang minimal(paling sederhana)
� Nilai keadaan-keadaan disebut berdekatan jikamereka hanya berbeda satu variabel keadaan
Petunjuk pemberian nilai keadaan:
1. Keadaan-keadaan yang mempunyai next_state yangsama untuk suatu masukan w seharusnya diberikannilai yang berdekatan
2. Keadaan-keadaan yang merupakan next_state daristate yang sama seharusnya diberikan nilai yangberdekatan
3. Keadaan-keadaan yang mempunyai keluaran yangsama untuk suatu masukan seharusnya diberikannilai yang berdekatan (grup 1 di keluaran K-map)
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaanPermasalahan PemberianNilai Keadaan
Petunjuk Pemberian Nilai
Keadaan
Lisensi
Petunjuk Penugasan Keadaan
1. Keadaan-keadaan yangmempunyai next_state yangsama untuk suatu masukanw seharusnya diberikan nilaiyang berdekatan
2. Keadaan-keadaan yangmerupakan next_state darikeadaan yang samaseharusnya diberikan nilaiyang berdekatan
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaanPermasalahan PemberianNilai Keadaan
Petunjuk Pemberian Nilai
Keadaan
Lisensi
Contoh Diagram Keadaan Moore
� Diagram untuk mendeteksi urutan 101
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaanPermasalahan PemberianNilai Keadaan
Petunjuk Pemberian Nilai
Keadaan
Lisensi
Contoh Pemberian Nilai Keadaan
� Dua variabelkeadaan y1y0
� A=00 (keadaanmulai)
1. {A,D}, {B,D}, {A,C}
2. {A,D}, {B,C}
3. {A,B,C}
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaanPermasalahan PemberianNilai Keadaan
Petunjuk Pemberian Nilai
Keadaan
Lisensi
Tabel Keadaan BernilaiPresent state Next state Y2Y1 Output
y2y1 w=0 w=1 Z
(A) 00 (A) 00 (B) 11 0
(B) 11 (C) 01 (B) 11 0
(C) 01 (A) 00 (D) 10 0
(D) 10 (C) 01 (B) 11 1
� Tugas:
� Gambarkan rangkaian sekuensialnya dan bandingkan darirangkaian sebelumnya dengan pemberian A=00, B=01,
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaanPermasalahan PemberianNilai Keadaan
Petunjuk Pemberian Nilai
Keadaan
Lisensi
One Hot Encoding� Cara lain untuk memberikan nilai ke keadaan adalahdengan menggunakan variabel keadaan sebanyakjumlah keadaan yang mungkin dalam rangkaiansekuensial tersebut
� Tiap keadaan, (n-1) variabel keadaan bernilai 0,sedangkan 1 variabel bernilai 1
� Metode ini disebut one-hot encoding
� Variabel yang bernilai 1 dikatakan ’hot’
� Dalam implementasinya, metode ini membutuhkanflip-flop yang lebih banyak, namun akanmempermudah ekspresi keluaran
� Ekspresi keluaran yang lebih sederhana akanmembuat rangkaian lebih cepat, karena delaypropagasi dari keluaran flip-flop ke keluaranberkurang
� Tugas: Desain rangkaian deteksi urutan 101menggunakan pemberian nilai secara one-hotencoding
RangkaianSekuensialSinkron
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianSekuensialSinkron
RangkaianSekuensialSinkron
Pemberian NilaiKeadaan
Lisensi
LisensiCreative Common Attribution-ShareAlike 3.0Unported (CC BY-SA 3.0)
� Anda bebas:� untuk Membagikan— untuk menyalin,mendistribusikan, dan menyebarkan karya, dan
� untuk Remix— untuk mengadaptasikan karya
� Di bawah persyaratan berikut:� Atribusi— Anda harus memberikan atribusi karyasesuai dengan cara-cara yang diminta oleh pembuatkarya tersebut atau pihak yang mengeluarkanlisensi. Berikan atribusi secukupnya jika Andamenggunakan karya ini.
� Pembagian Serupa— Jika Anda mengubah,menambah, atau membuat karya lain menggunakankarya ini, Anda hanya boleh menyebarkan karyatersebut hanya dengan lisensi yang sama, serupa,atau kompatibel.
� Lihat: Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0Unported License
Recommended