Maquina de sicronico sitema diguital

ELO211: Sistemas Digitales
Tomás Arredondo Vidal
1er Semestre – 2008
Este material está basado en:
textos y material de apoyo: Contemporary Logic Design 1st / 2nd edition. Gaetano
Borriello and Randy Katz. Prentice Hall, 1994, 2005
material del curso ELO211 del Prof. Leopoldo Silva
material en el sitio http://es.wikipedia.org
11: Maquinas Sincrónicas

1

11-Maquinas Sincrónicas
11.1Diseños de maquinas sincrónicas
11.2 Análisis de maquinas sincrónicas

11: Maquinas Sincrónicas

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Diseño de maquinas sincrónicas: analítico
El diseño de maquinas sincrónicas analítico requiere
lo siguiente
1. Entender el problema, elegir modelo (Mealy o
Moore) y generación de diagrama de estados.
2. Minimizar el numero de estados.
3. Elegir codificación y generar tabla detransición
de estados (i.e. matriz de transiciones).
4. Usando el teorema de expansión se expande para
que la forma de las ecuaciones del output y los
estados sea el mismo que las ecuaciones
características de los FFs a usar
5. Comparando coeficientes se obtiene el programa
de los FFs
11: Maquinas Sincrónicas

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Ejemplo de diseño analítico
De la matriz de transiciones (Mealy):

z = Q1 x'Q1+ = Q0 x
Q0+ = x

Dada que la ecuaciones caracteristicas de los FFs JK son:

Q1+ = J1Q1' + K1'Q1
Q0+ = J0Q0' + K0'Q0

Usando teorema de expansión:

z = Q1 x'
Q1+ = Q0 x = Q0xQ1' + Q0xQ1 (se expande en Q1)
Q0+ = x = xQ0' + xQ0 (se expande en Q0)

Comparando coeficientes:

J1 = Q0x; K1 = Q0' + x'; J0 = x; K0 = x'
11: Maquinas Sincrónicas

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Diseño de maquinas sincrónicas:tabular
El diseño de maquinas sincrónicas tabular requiere lo
siguiente
1. Entender el problema, elegir modelo (Mealy o
Moore) y generación de diagrama de estados.
2. Minimizar el numero de estados.
3. Elegir codificación y generar tabla de transición
de estados (i.e. matriz de transiciones).
4. Usando tabla de transición y tabla de excitación
de los distintos FFs generar el matriz decontrol
5. Con la matriz de control determinar la lógica
combinacional de los estados e inputs actúales
(e.g. usando Mapa de Karnaugh). Esto también se
denomina el “programa.
11: Maquinas Sincrónicas

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Ejemplo de diseño tabular
Entrega bebida después que 150 pesos son depositados
Acepta diferentes monedas 50 (N), 100 (D)
No entrega cambio
Comienza a funcionar solo después del reset
Enla ranura de monedas solo cabe una moneda la vez (el
input puede ser N o D no ambos)
Reset

N
Coin
Sensor

D

Vending
Machine
FSM

Open

Release
Mechanism

Clock
11: Maquinas Sincrónicas

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Ejemplo de diseño tabular (cont)
Representación abstracta (Moore)

Reset

listar secuencias típicas:
•
•
•
•

tres de cincuenta
cincuenta, cien
cien, cincuenta
dos decien

S0
N
S1

dibujar diagrama de estados:
• inputs: N, D, reset
• output: dar bebida (OPEN)

asumir:

D

N

D

S7
[open]

• N y D seteadas por un ciclo
• cada estado tiene un auto estado
para N = D = 0 (no hay moneda)

N

S4
[open]

S3
N

S2

S5
[open]

D
S6
[open]

D
S8
[open]

11: Maquinas Sincrónicas

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Ejemplo de diseño tabular (cont)Minimizar numero de estados – reusar estados si
es posible
present
state
0

Reset

0
50

N
50
N
D

D
100

100
N+D
150
[open]

150

inputs
D
N
0
0
0
1
1
0
1
1
0
0
0
1
1
0
1
1
0
0
0
1
1
0
1
1
–
–

next
state
0
50
100
–
50
100
150
–
100
150
150
–
150

output
open
0
0
0
–
0
0
0
–
0
0
0
–
1

tabla de estados simbólica
11:Maquinas Sincrónicas

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Ejemplo de diseño tabular (cont)
Codificar estados (binaria)
present state inputs
Q1 Q0
D
N
0 0
0
0
0
1
1
0
1
1
0 1
0
0
0
1
1
0
1
1
1 0
0
0
0
1
1
0
1
1
1 1
–
–

next state
Q1+Q0+
0 0
0 1
1 0
– –
0 1
1 0
1 1
– –
1 0
1 1
1 1
– –
1 1

output
open
0
0
0
–
0
0
0
–
0
0
0
–
1

Seleccionando un FF de la...