diseño de sistemas secuenciales síncronos tema 9
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Diseño de Sistemas Secuenciales Síncronos
Tema 9
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 = { E1, ..., En} conjunto de entradas
Z = { Z1, ..., Zm} conjunto de salidas
Q = { Q1, ..., Qp} conjunto de estados
l : Q x E Z función de salida d : Q x E Q 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 (Finite State Machines, 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 Expresión
Z(t) (x’+Q1’+Q2)’
J1 ((Q1’Q2)’x)’
K1 x’
J2 x
K2 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 función (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