Concevoir un circuit logique séquentiel permet de répondre à un besoin pratique qui ne peut pas être satisfait par un circuit combinatoire. Le point de départ est une description, la plus précise possible, du besoin à satisfaire: quelles doivent être la ou les entrées, sorties ou conditions qui font passer d’un état au suivant, etc. Pour un besoin donné, une multitude de solutions fonctionnellement équivalentes sont possibles; ainsi, il faudra établir des critères ou identifier des contraintes qui permettront d’orienter la conception et le choix final d’une solution. Deux systèmes peuvent avoir un même comportement vu de l’extérieur, mais comporter des nombres d’états internes différents.
Des considérations pratiques nous amèneront souvent à vouloir réduire le nombre d’états nécessaires, et à simplifier les différents circuits combinatoires utilisés. Réduire le nombre de bascules utilisées ne se traduit pas toujours par un système plus simple, car les décodeurs d’état et de sortie peuvent alors s’en trouver plus complexes.
Comme dans tout problème de conception, la formulation en mots de la spécification du système est cruciale. Appliquer parfaitement une procédure de conception en se basant sur une spécification erronée ne peut pas conduire à un système adéquat.
Il faudra un bon bagage d’expérience et d’intuition au concepteur ou à la conceptrice pour pouvoir interpréter une description informelle, très souvent incomplète, ambiguë et imprécise, et la traduire correctement en un design concret qui répond à un besoin maladroitement exprimé. Il revient à cette personne de s’assurer que ce qu’elle a compris correspond bien à ce qui était demandé.
La première question à poser est: Que doit faire le système? Suivront d’autres questions, amenant à définir davantage de détails: Doit-il y avoir des entrées? Si oui, combien? Combien de sorties sont nécessaires? Le comportement du système pourra être essentiellement caractérisé en répondant à la question: Quelle doit être la séquence des sorties, pour une certaine séquence d’entrées? Mais comme les séquences d’entrées peuvent être en nombre infini, il faudra identifier des patrons qui permettront de résumer le comportement du système.