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Diseño de Sistemas Secuenciales Síncronos
Tema 10
Al final de este tema sabrás ...
Diferenciar perfectamente entre sistema combinacional y secuencial Modelar sistemas secuenciales mediante Autómatas de Estados Finitos Analizar un sistema secuencial síncrono Realizar la implementación de un sistema secuencial síncrono
Autómatas de Estado Finitos
Máquina de estados: Modelo matemático que describe los circuitos secuenciales síncronos
E = { E 1 , ..., E n } Z = { Z 1 , ..., Z m } Q = { Q 1 , ..., Q l : Q x E Z p d : Q x E Q conjunto de entradas conjunto de salidas } conjunto de estados función de salida función de transferencia
Estructura General de un Circuito Secuencial Con cada evento de reloj (flanco), el nuevo estado Q(t+1) es recalculado y las salidas del sistema pueden variar. La Memoria es la parte secuencial
Autómata de Mealy La función de salida depende del estado anterior y de la entrada λ
: Q x E
Z δ : Q x E Q
Autómata de Moore La función de salida depende
sólo
del estado. A cada estado le corresponde de forma inequívoca una salida λ
: Q
Z δ : Q x E Q
Diagramas de Estado Representación gráfica de los Autómatas de Estados Finitos (
F
inite
S
tate
M
achines,
FSM
)
Ejemplo de Diagrama de Transición de Estados (DTE)
Análisis de Sistemas Secuenciales Síncronos Objetivo: obtener el DTE a partir de un circuito Pasos: Obtener la expresión para la función/es de salida Obtener las expresiones para las funciones de transición (entradas a biestables) Rellenar la tabla de verdad (ecuaciones de excitación) Dibujar el diagrama
El circuito
Las expresiones Función Z(t) J1 K1 J2 K2 Expresión XQ1Q2 ’ X’+Q1’Q2 X’ X Q2
Tabla de verdad y diagrama
Síntesis o Diseño de Sistemas Secuenciales Síncronos Pasos: Traducción de las especificaciones verbales a diagrama de estados Obtención de las tablas de transición y excitación (en una misma tabla) Minimización de las funciones booleanas de entrada a los biestables y de salidas, en funciones de las entradas del sistema y, si se da el caso, de las salidas de los biestables Implementación del circuito
Ejemplo: reconocedor de secuencias Secuencia a reconocer: 1101 Definición de estados Codificación de estados Diagrama
0/0
Ejemplo: reconocedor de secuencias (II) Tabla de transición y excitación Minimización de las funciones (Karnaugh)
Ejemplo: implementación
Conclusiones Los sistemas secuenciales se representan gráficamente mediante diagramas de estados 2 tipos de autómatas secuenciales: Autómatas de Mealy: salida asociada a la transición Autómatas de Moore: salida asociada al estado Análisis de Sistemas Secuenciales Obtener el DTE a partir del circuito Síntesis de Sistemas Secuenciales Diseñar el circuito secuencial que verifica unas determinadas especificaciones Problema: la obtención del diagrama de estados depende de la experiencia del diseñador