3.3 同期式順序回路の最適化設計 同期式 とは、 クロックにタイミングを合わせて、 入出力や状態を変化させる クロック＝同期信号 順序回路の設計 タイミングチャート 順序回路の機能 状態数の決定・割当→ FFの個数 状態遷移図 順序回路の機能を遷移図で表す 拡大入力要求表 （状態遷移表） 入力条件式・出力関数 カルノー図で求める 順序回路図 FFを含めた順序回路図を書く 状態数の決定と割当 ビット反転検出回路 ミーリマシンとして設計 前入力が０の状態(q0)、１の状態( q１)の2状態 状態数＝２ なのでＦＦは１つでよい 状態q0をQ=0、状態q１をQ=1を割当 q0 Q=0 “0”が入力している状態 q1 Q =1 “1”が入力している状態 ビット反転検出回路の状態遷移図 状態遷移表の作成 ビット反転検出回路の拡大入力要求表 入力 現状態 次状態 出力 D 入力 I Q Q+ O D 0 0 0 1 1 0 1 1 JK 入力 J K 状態遷移表の作成 ビット反転検出回路の拡大入力要求表 入力 現状態 次状態 出力 D 入力 JK 入力 I Q Q+ O D J K 0 0 0 0 0 0 - 0 1 0 1 0 - 1 1 0 1 1 1 1 - 1 1 1 0 1 - 0 J=I K=I O = I Q + IQ = I ⊕ Q O I J Q K Q ビット反転検出回路 状態数の決定と割当 ２ビット列比較回路 ミーリマシンとして設計 入力前の状態(q0) 、１ビット目の入力が０の状態(q１) 、 １ビット目の入力が１の状態(q２) 状態数＝３ なのでＦＦは２つ必要 状態q0をQ2Q1=00、状態q１をQ2Q1=01、状態q２を Q2Q1=10 に割当 q2 Q2Q1 =10 入力した1ビットが “0”である状態 q0 Q2Q1 =00 初期状態 q1 Q2Q1 =01 入力した1ビットが “1”である状態 ２ビット列比較回路の状態遷移図 状態遷移表の作成 入力 I 現状態 次状態 Q2 Q1 Q2 +Q1 + 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 出力 D 入力 P D2 D1 JK 入力 J2 K2 J1 K1 状態遷移表の作成（D-FF 2個） 入力 I 現状態 次状態 Q2 Q1 Q2 +Q1 + 出力 D 入力 P D2 D1 JK 入力 J2 K2 J1 K1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 - 1 - 0 0 1 0 0 0 0 0 0 - - 1 0 1 0 0 0 1 0 0 - 1 0 - 0 1 1 - - - - - - - - - 1 0 0 1 0 0 1 0 1 - 0 - 1 0 1 0 0 1 0 0 0 - - 1 1 1 0 0 0 0 0 0 - 1 0 - 1 1 1 - - - - - - - - - 練習問題3-3（状態数とＦＦの個数) a. b. c. d. 2ビット2進カウンタ 10進カウンタ 50円硬貨と100円硬貨を受け付ける硬貨投 入口を持ち、商品の値段が300円の自動販 売機（投入金額が300円を超えたときには商 品１個とお釣りを出力する） 100円硬貨と500円硬貨を受け付ける硬貨投 入口を持ち、商品の値段が800円の自動販 売機（投入金額が800円を超えたときには商 品１個とお釣りを出力する）
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