MAQUINA DE ESTADOS
•Se define como un conjunto de estados que sirve de intermediario en la relación entradas-salidas, haciendo que el historial de señales de entradas determine un estado para la máquina de forma tal que la salida depende unicamente del estado y entradas actuales.
ELEMENTOS DE UNA MAQUINA DE ESTADOS•X=entradas.
•Y=salidas.
•Z=estados (valores de los biestables, cambian con cada flanco de reloj).
•δ=Funciones de estado (funciones combinacionales de entrada de los biestables).
•λ=Funciones de salida (combinacionales).
•Una máquina de estados(FSM) se define como la secuencia de eventos en tiempos discretos. El estado Z cambia en cada evento (el cambio esta definido por δ). Hay dos tipos de modelos de máquinas de estados:
MODELO DE MOORE y MODELO DE MEALY-------------------------------------------------------------------------------------------------
MODELO DE MOORE
•Las salidas dependen únicamente de los estados(no de las entradas).
•
Máquina de estados de MOORE Z=δ(X,Z)
Y=λ(Z):
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ESTRUCTURA DE UNA MAQUINA DE MOORE
•El reloj y el reset no aparecen en las maquinas de estados, la asociación entre estas señales en un circuito es:
reloj:en cada flanco se produce una transición o cambio de estado.
reset:se utiliza unicamente para establecer el estado inicial.
•Las salidas cambian unicamente si hay un cambio de estado,es decir, las salidas estan sincronizadas con el reloj.
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•Una máquina de estados(FSM) se puede respresentar mediante un diagrama de estados.
CARACTERISTICAS DEL DIAGRAMA DE ESTADOS PARA EL MODELO DE MOORE
•Cada estado se representa con un circulo.
•Cada transicion de estado se representa con una flecha.
•Los diferentes valores de las entradas se representa en las flechas.
•Las salidas se representan dentro de cada estado.
•Mostramos como se representa un diagrama de estados del modelo de Moore.
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MODELO DE MEALY
•Las salidas dependen tanto de los estados como de las entradas.
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Maquina de estados de Mealy Z=δ(X,Z)
Y=λ(X,Z)
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ESQUEMA DE UNA MAAQUINA DE MEALY
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CARACTERISTICAS DEL DIAGRAMA DE ESTADOS PARA EL MODELO DE MEALY
•Cada estado se representa con un circulo.
•Cada transicion de estado se representa con una flecha.
•Los diferentes valores de las entradas se representa en las flechas.
•Las salidas se representa tambien en las flechas (dependen del estado y de las entradas)
•El reloj y el reset no aparecen en las maquinas de estados, la asociación entre estas señales en un circuito es:
reloj:en cada flanco se produce una transición o cambio de estado.
reset:se utiliza unicamente para establecer el estado inicial.
•Las salidas pueden cambiar encualquier momento(basta con que cambie una entrada del circuito),por lo tanto, las salidas no estan sincronizadas con el reloj.
•Mostramos como se representa un diagrama de estados del modelo de Mealy.
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ANALISIS Y SINTESIS DE CIRCUITOS SECUENCIALES SINCRONOS
•
ANALISIS.Consiste en obtener la funcionalidad del circuito.
Circuitos combinacionales.Obtener tablas de verdad o
funciones booleanas de las salidas.
Circuitos secuenciales.Obtener diagramas de estados,
funciones de estado y salidas (δ y λ).
•
SINTESIS.Obtener la implementacion del circuito, a partir de la funcionalidad.
Circuitos combinacionales.Obtener expresiones
booleanas,implementar con puertas logicas,multiplexores,decodificadores,etc.
Circuitos secuenciales.Obtener diagrama de estados e
implementar las funciones de estado y de salida (δ y λ) con puertas
logicas,multiplexores,decodificadores,etc.
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SINTESIS DE CIRCUITOS SECUENCIALES SINCRONOS
A partir de la funcionalidad,estos son los pasos a seguir para obtener la implementacion:
1.-Obtener diagrama de estados.
2.-Codificacion de estados.
3.-Obtener tablas de salidas y de transiciones de estados.
4.-Tabla de excitacion.
5.-Obtener funciones de salida.
6.-Obtener funciones de estado.
7.-Implementacion.
NOTA:La diferencia entre MOORE y MEALY esta en la salida.-------------------------------------------------------------------------------------------------
Ejemplo:Diseñar un circuito secuencial sincrono que permita detectar una secuencia de tres o más unos consecutivos a través de una entrada serie.
•La entrada se lee en cada flanco de subida de reloj.
•La salida se activa cuando se detecta la secuencia.
•Ejemplo de secuencias de entrada y salida.
X=001101111100111
Z=000000011100001
Lo vamos a realizar como una maquina de estados de Moore y con biestables D.Los pasos a seguir son los siguientes:
1.-Diagrama de estados.
2.-Codificación de estados.
3.-Tabla de transiciones y de salidas.
4.-Tabla inversa de biestables.
5.-Función de salida.
6.-Funciones de estado.
7.-Implementación del circuito.
