XV. RANGKAIAN SEKUENSIAL XV. RANGKAIAN SEKUENSIAL ASINKRON A. PENDAHULUAN Rangkaian sekuensial...

download XV. RANGKAIAN SEKUENSIAL XV. RANGKAIAN SEKUENSIAL ASINKRON A. PENDAHULUAN Rangkaian sekuensial asinkron

of 37

  • date post

    07-Nov-2020
  • Category

    Documents

  • view

    3
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of XV. RANGKAIAN SEKUENSIAL XV. RANGKAIAN SEKUENSIAL ASINKRON A. PENDAHULUAN Rangkaian sekuensial...

  • XV.XV. RANGKAIAN SEKUENSIAL RANGKAIAN SEKUENSIAL ASINKRONASINKRON

    A. PENDAHULUAN RangkaianRangkaian sekuensialsekuensial asinkronasinkron tergantungtergantung padapada signalsignal inputinput eksternaleksternal untukuntuk melakukanmelakukan pengubahanpengubahan yangyang ditentukanditentukan oleholeh variabelvariabel statestate..

    SetiapSetiap signalsignal yangyang tidaktidak disinkronkandisinkronkan ((dengandengan clock)clock) disebutdisebut ASINKRONASINKRON karenakarena pengubahanpengubahan daridari kondisikondisi 11 keke 00 dandan sebaliknyasebaliknya tidaktidak dapatdapat didi prediksiprediksi..

  • Lanjutan ……Lanjutan ……

    RangkaianRangkaian AsinkronAsinkron dapatdapat didefinisikandidefinisikan sebagaisebagai rangkaianrangkaian dimanadimana signalsignal eksistensinyaeksistensinya padapada suatusuatu saat,saat, ditentukanditentukan oleholeh perubahanperubahan logikalogika salahsalah satusatu daridari signalsignal signalsignal inputinput eksternaleksternal.. SetiapSetiap inputinput eksternaleksternal hanyahanya dapatdapat berubahberubah 11 padapada 11 saat,saat, dandan rangkaianrangkaian beradaberada padapada kondisikondisi stabilstabil (semua(semua signalsignal rangkaianrangkaian harusharus beradaberada padapada kondisikondisi stabil,stabil, yaituyaitu merekamereka beradaberada padapada kondisikondisi steadysteady statestate bilabila adaada terjaditerjadi perubahanperubahan..

  • BB.. PROSEDURPROSEDUR PERANCANGANPERANCANGAN 11.. UbahlahUbahlah spesifikasispesifikasi perancanganperancangan kedalamkedalam

    diagramdiagram waktuwaktu (Timing(Timing Diagram)Diagram) StateState DiagramDiagram (Diagram(Diagram keadaan)keadaan)..

    22.. BuatlahBuatlah primitiveprimitive FlowFlow MapMap (tabel(tabel baganbagan alir)alir)..

    33.. GunakanGunakan tabeltabel ImplikasiImplikasi untukuntuk memperolehmemperoleh pasanganpasangan--pasanganpasangan yangyang samasama atauatau CompatibleCompatible statestate.. GunakanGunakan diagramdiagram penggabunganpenggabungan (Merge(Merge Diagram)Diagram) untukuntuk memilihmemilih kumpulankumpulan--kumpulankumpulan statestate yangyang dapatdapat digabungdigabung untukuntuk memperolehmemperoleh jumlahjumlah statestate minimumminimum..

  • LANJUTANLANJUTAN …………

    44.. BuatlahBuatlah DiagramDiagram aliralir (Flow(Flow Map)Map) yangyang telahtelah

    disederhanakan,disederhanakan, daridari hasilhasil langkahlangkah 33.. 55.. TentukanTentukan variabelvariabel state,state, namanama--namanama

    variabelvariabel statestate dandan pilihpilih kodekode binerbiner untukuntuk statestate yangyang bebasbebas racerace.. BuatlahBuatlah KK--MapMap untukuntuk NextNext StateState dandan eksitasieksitasi inputinput..

    6.6. BuatlahBuatlah persamaanpersamaan outputoutput NextNext StateState bebasbebas HazardHazard dandan eksitasieksitasi inputinput (bila(bila menggunakanmenggunakan SRSR –– Latch),Latch), gambargambar rangkaianrangkaian logikalogika..

  • CC.. KONDISIKONDISI RACERACE KondisiKondisi racerace dikatakandikatakan adaada padapada suatusuatu rangkaianrangkaian sekuensialsekuensial jikajika 22 atauatau lebihlebih variabelvariabel statestate binerbiner berubahberubah nilainyanilainya sebagaisebagai responrespon daridari adanyaadanya perubahanperubahan variabelvariabel inputinput.. JikaJika waktuwaktu tundatunda (delay)(delay) yangyang tidaktidak samasama dihadapidihadapi padapada sutusutu rangkaianrangkaian sekuensial,sekuensial, makamaka kondisikondisi racerace dapatdapat menyebabkanmenyebabkan variabekvariabek statestate berubahberubah dengadenga caracara yangyang tidaktidak dapatdapat diramalkandiramalkan.. SebagaiSebagai contohcontoh misalnyamisalnya variabelvariabel statestate harusharus berubahberubah daridari 0000 keke 1111 jikajika variabelvariabel pertamapertama berubahberubah lebihlebih cepatcepat daridari variabelvariabel keduakedua makamaka perubahanperubahan terjaditerjadi menurutmenurut urutanurutan 0000 keke 1010 dandan kemudiankemudian keke 1111.. SebaliknyaSebaliknya jikajika variabelvariabel keduakedua lebihlebih cepatcepat daridari yangyang pertamapertama makamaka perubahanperubahan terjaditerjadi menurutmenurut urutanurutan 0000––0101––1111..

  • JikaJika statestate akhirakhir yangyang stabilstabil tidaktidak tergantungtergantung padapada ururtanururtan caracara perubahanperubahan variabelvariabel statestate makamaka disebutdisebut nonnon criticalcritical racerace.. (seperti(seperti contohcontoh diatasdiatas perubahanperubahan daridari 0000 –– 1111 bisabisa melaluimelalui 0101 tautau 1010)).. JikaJika statestate akhirakhir yangyang stabilstabil tergantungtergantung padapada urutanurutan perubahanperubahan variabelvariabel statestate makamaka racerace yangyang sepertiseperti iniini disebutdisebut criticalcritical racerace.. CriticalCritical racerace harusharus dihindaridihindari dalamdalam merancangmerancang rangkaianrangkaian sekuensialsekuensial dandan dilakukandilakukan dengandengan memberikanmemberikan nilainilai binerbiner yangyang berbedaberbeda hanyahanya 11 bitbit daridari satusatu keke statestate yangyang lainlain.. CaraCara iniini dinamakandinamakan racerace freefree statestate assignmentassignment..

    ContohContoh :: MembuatMembuat racerace freefree statestate assignmetassignmet untukuntuk tabeltabel primitiveprimitive flowflow yangyang terdiriterdiri daridari 33 barisbaris..

    XX11XX22 Present StatePresent State 0000 0101 1111 1010

    aa aa bb cc aa bb aa bb bb cc cc aa cc cc cc

  • Jika diagram transisinya digambarkan berdasarkan tabel diatas, maka akan diperoleh gambar dibawah ini.

    aa 0000

    bb 0101

    dd 0101

    cc 1111

    Dapat diketahui bahwa transisi dari a ke c dan dari c ke a akan menimbulkan race karena terjadi perubahan sebanyak 2 bit dari 00 ke 11. Agar bebas race dilakukan dengan menambahkan baris ke 4 pada tabel floe yang dinamakan d dan diberikan nilai biner 10 sehingga transisi dari a ke c dan sebaliknya harus melalui d. Untuk itu pada baris pertama pada kolom 11 harus diubah dari c menjadi d dan baris ke 4 kolom 11 diisi dengan c. Kemudian baris ke 3 kolom 00 diubah dari c menjadi d dan baris ke 4 kolom 00 diisi dengan a.

  • TabelTabel flowflow dandan diagramdiagram transisinyatransisinya sekarangsekarang menjadimenjadi sepertiseperti dibawahdibawah iniini

    XX11XX22 Present StatePresent State 0000 0101 1111 1010

    aa aa bb dd aa bb aa bb bb cc cc dd cc cc cc dd aa -- cc --

    aa 0000

    bb 0101

    dd 0101

    cc 1111

  • Contoh. Rancanglah rangkaian sekuensial asinkron free race yang mempunyai timing diagram seperti dibawah ini.

    aa bb cc dd ee ff gg ff

    XX11

    XX22

    ZZ

    StatesStates

    Timing DiagramTiming Diagram

  • TabelTabel keadaankeadaan dandan tabeltabel primitiveprimitive flowflow daridari timingtiming diagramdiagram diatasdiatas sertaserta tabeltabel implikasinyaimplikasinya dapatdapat dibuatdibuat sepertiseperti dibawahdibawah iniini..

    Input Input OutputOutput StateState XX11 XX22 ZZ

    aa 11 00 00 bb 11 11 00 cc 00 11 00 dd 00 00 00 ee 11 00 11 ff 00 00 00 gg 11 00 00

  • InputXInputX11XX22 OutputOutput 0000 0101 1111 1010 ZZ

    aa -- -- bb aa 00 bb -- cc bb -- 00 cc dd cc -- -- 00 dd dd -- -- ee 00 ee ff -- -- ee 11 ff ff -- -- gg 00 gg ff -- -- gg 00

    bb √√ cc √√ √√ dd a=e ? Xa=e ? X √√ √√ ee XX XX XX XX ff a=g ?√a=g ?√ √√ d=f ? Xd=f ? X e=f ? Xe=f ? X XX gg √√ √√ d=f ? Xd=f ? X XX XX √√

    aa bb cc dd ee ff

    Tabel ImplikasiTabel Implikasi

  • DariDari tabeltabel implikasiimplikasi dapatdapat diperolehdiperoleh pasanganpasangan statestate yangyang kompatibelkompatibel dandan mergermerger diagramdiagram sebagaisebagai berikutberikut :: a,ba,b a,ca,c a,fa,f a,ga,g b,cb,c b,db,d b,fb,f b,gb,g c,dc,d f,gf,g

    d b

    ac f

    g

    e

    Merger DiagramMerger Diagram

  • DariDari diagramdiagram merger,merger, didapatkandidapatkan kelompokkelompok daridari statestate yangyang dapatdapat digabungkandigabungkan dimanadimana salahsalah satunyasatunya adalahadalah (a,b,f,g),(a,b,f,g), (c,d),(c,d), (e)(e) sehinggasehingga statestate aa--gg dapatdapat direduksidireduksi menjadimenjadi 33 buahbuah statestate yaituyaitu i,j,ki,j,k..

    XX11XX22 Present StatePresent State 0000 0101 1111 1010

    ii ii jj ii ii jj jj jj -- kk kk II -- -- kk

    XX11XX22 Present StatePresent State 0000 0101 1111 1010

    i=a,b,f,gi=a,b,f,g ff cc bb aa j=c,dj=c,d dd cc -- ee k=ek=e ff -- -- ee

  • DiagramDiagram transisinyatransisinya digambarkandigambarkan dibagiandibagian kirikiri dandan untukuntuk 33 buahbuah statestate i,j,ki,j,k diperlukandiperlukan 22 buahbuah statestate variabelvariabel yaituyaitu yy11yy22 == 0000,,0101,,1111

    XX11XX22 Present State yPresent State y11yy22 0000 0101 1111 1010

    0000 0000 0101 0000 0000 0101 0101 0101 -- 1111 1111 0000 -- -- 1111

    ii 0000

    jj 0101

    kk 1111

    ii 0000

    jj 0101

    ll 1010

    kk 1111

  • UntukUntuk menghindarkanmenghindarkan kondisikondisi racerace akibatakibat transisitransisi statestate daridari 1111 keke 0000,, makamaka diantaranyadiantaranya disisipkandisisipkan statestate ll == 0101 sepertiseperti terlihatterlihat padapada gambargambar dibagiandibagian atasatas kanankanan.. TabelTabel primitiveprimitive flowflow hasilhasil reduksireduksi menjadimenjadi sbbsbb..

    XX11XX22 Present State yPresent State y11yy22 0000 0101 1111 1010

    0000 0000 0101 0000 0000 0101 0101 0101 -- 1111 1111 1010 -- -- 1111 1010 0000 0101 0