Diseño de Sistemas secuenciales síncronos

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 = { E1, ..., En}
Z = { Z1, ..., Zm}
Q = { Q1, ..., Qp}
l:QxEZ
d:QxE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:QxE Z
 δ:QxEQ
Autómata de Moore
 La función de salida depende del sólo estado.
 A cada estado le corresponde de forma
inequívoca una salida
 λ:Q Z
 δ:QxE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
Z(t)
J1
K1
J2
K2
Expresión
XQ1Q2’
X’+Q1’Q2
X’
X
Q2
Tabla de verdad y diagrama
Síntesis de Sistemas Secuenciales
Síncronos
 Pasos:
 Traducir las especificaciones verbales a
diagrama de estados
 Obtención de la tabla de transición y
excitación
 Minimización de las funciones
 Implementación del circuito
Ejemplo: reconocedor de secuencias
 Secuencia a reconocer: 1101
 Definición de estados
 Codificación de estados
0/0
 Diagrama
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