Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
A l’inverse des opérateurs combinatoires, les opérateurs séquentiels ont un effet mémoire. Cette capacité à mémoriser et à modifier les informations s’effectue par le biais des opérateurs élémentaires de mémorisation : les bascules réalisées à partir de différentes portes logiques. L’article examine ensuite la manière de réaliser des opérateurs séquentiels, dont les sorties à un instant donné sont fonction de l’état présent et de l’état précédent des sorties. Il poursuit en traitant le cas particulier des compteurs, puis celui des automates synchrones.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Daniel ETIEMBLE : Ingénieur de l’Institut National des Sciences Appliquées (INSA) de Lyon - Professeur à l’Université Paris Sud
INTRODUCTION
Un premier article [Opérateurs logiques- Fondements] a présenté les fondements logiques des opérateurs matériels.
Les opérateurs combinatoires présentés dans le premier article n’ont pas de « mémoire » : leurs sorties ne dépendent que de l’état de leurs entrées. Dans cette seconde partie [Opérateurs logiques- Opérateurs séquentiels], nous abordons les opérateurs séquentiels, qui ont un effet mémoire : l’état des sorties dépend des entrées et de l’état précédent des sorties. Les bascules, réalisées à partir des portes logiques élémentaires, sont les éléments fondamentaux permettant de mémoriser et de modifier l’information. Ils permettent de constituer les registres d’une part, et de réaliser les automates nécessaires au contrôle des processeurs et d’un grand nombre de structures matérielles. Les compteurs ne sont qu’un cas particulier de ces automates.
Des exemples de réalisation font l’objet d’un troisième article [Opérateurs logiques- Exemples de réalisations].
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Compteurs et automates synchrones1. Bascules
Les bascules sont les opérateurs élémentaires de mémorisation. Leur état présent, déterminé par l’état des sorties, est fonction des entrées et de l’état précédent des sorties. Nous présentons les différentes bascules réalisées à partir de portes logiques. Ces bascules, qui opèrent uniquement selon des principes logiques, sont appelées statiques.
1.1 Bistable
Le circuit présenté en figure 1 est constitué de deux inverseurs en série. La figure 2 donne les caractéristiques statiques S 1 (E ) et S 2(E ) des sorties S 1 et S 2 des inverseurs réalisés avec des circuits électriques réels. Lorsque l’on reboucle la sortie S 2 sur l’entrée E 1 du premier inverseur, on obtient trois points de fonctionnement qui correspondent aux intersections de la courbe S 2(E ) et de la première bissectrice (S 2 = E ) :
-
2 états stables qui correspondent aux états haut et bas ;
-
1 état instable, qui constitue la frontière entre l’état haut et l’état bas.
Les 2 états stables sont représentés figure 3.
L’élément obtenu est le bistable, représenté d’une autre manière en figure 4. Étant dans un état parmi les deux possibles, il mémorise 1 bit. Il n’y a aucun moyen de contrôler l’état du bistable. Il reste dans un état donné et il n’y a aucun moyen de le positionner dans l’autre état.
HAUT DE PAGE1.2 Bascule RS
La bascule RS (Reset et Set ) ajoute à la capacité de mémorisation du bistable la possibilité de le fixer dans un état donné, par l’opération d’écriture. Il y a deux types de bascule RS, selon la porte élémentaire utilisée : NAND ou NOR.
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