В теории автоматов последовательная логика — это тип логической схемы , выход которой зависит не только от текущего значения его входных сигналов, но и от последовательности прошлых входов, а также от истории ввода. [1] [2] [3] [4] В отличие от комбинационной логики , выход которой является функцией только текущего входа. То есть последовательная логика имеет состояние ( память ), а комбинационная логика — нет.
Последовательная логика используется для построения автоматов с конечным числом состояний , основного строительного блока всех цифровых схем. Практически все схемы в практических цифровых устройствах представляют собой смесь комбинационной и последовательной логики.
Знакомым примером устройства с последовательной логикой является телевизор с кнопками «вверх» и «вниз». [1] Нажатие кнопки «вверх» дает телевизору команду переключиться на следующий канал выше того, который он принимает в данный момент. Если телевизор на канале 5, нажатие «вверх» переключает его на прием канала 6. Однако, если телевизор на канале 8, нажатие «вверх» переключает его на канал «9». Чтобы выбор канала работал правильно, телевизор должен знать, какой канал он принимает в данный момент, что было определено предыдущим выбором канала. [1] Телевизор сохраняет текущий канал как часть своего состояния .. Когда ему подается вход «канал вверх» или «канал вниз», последовательная логика схемы выбора канала вычисляет новый канал из входа и текущего канала.
Цифровые последовательные логические схемы делятся на синхронные и асинхронные . В синхронных последовательных схемах состояние устройства изменяется только в дискретные моменты времени в ответ на тактовый сигнал . В асинхронных схемах состояние устройства может измениться в любой момент в ответ на изменение входных данных.
Почти вся последовательная логика сегодня является тактовой или синхронной логикой. В синхронной схеме электронный генератор , называемый тактовым генератором (или тактовым генератором ), генерирует последовательность повторяющихся импульсов, называемых тактовым сигналом, который распределяется по всем элементам памяти в схеме. Основным элементом памяти в последовательной логике является триггер . Выход каждого триггера изменяется только при срабатывании тактового импульса, поэтому изменения в логических сигналах по всей схеме начинаются в одно и то же время через равные промежутки времени, синхронизированные часами.
Выход всех запоминающих элементов (триггеров) в схеме в любой момент времени, содержащиеся в них двоичные данные, называется состоянием схемы. Состояние синхронной схемы меняется только по тактовым импульсам. В каждом цикле следующее состояние определяется текущим состоянием и значением входных сигналов, когда возникает тактовый импульс.