EELi02 Prof. Vinícius Valamiel vvalamiel@gmail.com https://sites.google.com/site/vvalamiel/
TABELAS DE TRANSIÇÃO DE ESTADOS Q a Q f J K 0 0 0 X 0 1 1 X 1 0 X 1 1 1 X 0 Q a Q f D 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 Q a Q f T 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0
MÁQUINAS DE ESTADOS FINITOS DE MOORE E DE MEALY (FSM FINITE STATE MACHINES)
Máquina de Moore: As saídas são funções direta dos estados Máquina de Mealy: As saídas são funções dos estados e das entradas OBS: Em geral, os circuitos de Moore implicam em uma maior robustez do sistema, enquanto os circuitos de Mealy conduzem a um menor número de estados e à eventual redução do número de flip-flops necessários.
Máquina de Moore (diagrama de estados) Máquina de Moore: As saídas são funções apenas dos estados
Máquina de Mealy (diagrama de estados) Máquina de Mealy: As saídas são funções dos estados e das entradas
Máquinas de Moore e Mealy (circuitos) Moore ou Mealy?
PROJETO DE CIRCUITOS SEQUENCIAIS SÍNCRONOS CIRCUITOS GENÉRICOS (MÁQUINAS DE ESTADOS FINITOS)
Projeto de circuitos sequenciais síncronos FSM Deseja-se obter um circuito lógico para detectar a ocorrência de uma sequência 01 ou 10 em uma certa palavra. A passagem dos bits de tal palavra para o detector é feita de forma serial, uma vez que o sistema possui uma única entrada I nput. Caso alguma dessas sequências for observada, a saída O utput deve assumir nível lógico alto. Caso contrário, ela deve assumir nível lógico baixo. Ex palavra = 0001010001110011 Projete o circuito sequencial síncrono que realiza tal função (diagrama de estados, tabela verdade, circuito equivalente)
Detector de Sequência 01 ou 10 Escolha a ser feita: Moore ou Mealy? Vantagens da máquina de Mealy: Costumam implicar em menos estados, o que poderia resultar na redução do número de flip-flops do circuito. Vantagens da máquina de Moore: Uma vez que a saída é função apenas dos estados, há um maior controle do sistema (maior robustez).
Detector de Sequência 01 ou 10 Máquina de Moore Máquina de Moore (será considerado um estado de pré-carga) O que caracteriza um estado dessa máquina? O que caracteriza a saída dessa máquina? Quais são as convenções a serem realizadas?
Detector de Sequência 01 ou 10 Máquina de Moore Máquina de Moore
Detector de Sequência 01 ou 10 Máquina de Moore A = 000 B = 001 C = 010 D = 011 E = 100 Se estado atual D ou E, tem-se Out = 1 In Q 2 Q 1 Q 0 D 2 D 1 D 0 Out 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 X X X X 0 1 1 0 X X X X 0 1 1 1 X X X X 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 X X X X 1 1 1 0 X X X X 1 1 1 1 X X X X
Detector de Sequência 01 ou 10 Máquina de Moore SAÍDAS (EQUAÇÕES) O ut = Q 2 + Q 1 Q 0 D 2 = I n Q 1 D 1 = I n + Q 2 D 0 = Q 1 Q 0 + I n Q 2 + I n Q 2 Q 1 CIRCUITO EQUIVALENTE (FLIP-FLOPS)
Detector de Sequência 01 ou 10 Máquina de Mealy Máquina de Mealy (será considerado um estado de pré-carga) O que caracteriza um estado dessa máquina? O que caracteriza a saída dessa máquina? Quais são as convenções a serem realizadas?
Detector de Sequência 01 ou 10 Máquina de Mealy Máquina de Mealy
Detector de Sequência 01 ou 10 A = 00 B = 01 C = 10 A saída Out depende das transições e do valor da entrada I n Máquina de Mealy I n Q 1 Q 0 D 1 D 0 Out 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 X X X 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 X X X
Detector de Sequência 01 ou 10 Máquina de Mealy SAÍDAS (EQUAÇÕES) O ut = I n Q 1 + I n Q 0 D 1 = I n D 0 = I n CIRCUITO EQUIVALENTE (FLIP-FLOPS)
PROJETO DE CIRCUITOS SEQUENCIAIS SÍNCRONOS CIRCUITOS CONTADORES (MÁQUINAS DE ESTADOS FINITOS)
Contador sequencial síncrono de 0 # 3 Deseja-se obter um circuito lógico que execute a contagem crescente em anel abaixo. B = 1 A = 0 C = 2 D = 3 Por ser um contador, não há entradas e as saídas desejadas são os próprios estados. Máquina de Moore = Máquina de Mealy
Contador sequencial síncrono de 0 # 3 O sistema inicia sempre no estado A = 0 10 Codificação dos estados: A = 00, B = 01, C = 10 e D = 11 A = 0 B = 1 D = 3 C = 2 Q 1 Q 0 D 1 D 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 O estudo se reduz ao simples projeto de um contador síncrono!
Circuitos sequenciais síncronos - FSM Para toda máquina de Mealy, há uma máquina de Moore equivalente! O projeto de uma FSM é, tipicamente, realizado considerando-se a transição de um estado para outro. Sendo assim, caso uma definição não seja explicitamente realizada, pode-se utilizar flip-flops sensíveis à transição com borda de subida ou descida.