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Maquinas de estado PowerPoint PPT Presentation


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Maquinas de estado. Maquinas de estado. Definición Clasificación Maquinas de estado síncronas Análisis Diseño. Definición. Son ciertos circuitos secuenciales que tienen un número determinado de estados (2 n ). Pueden ser: retroalimentados ( flip flops , biestables ) o

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Maquinas de estado

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Presentation Transcript


Maquinas de estado l.jpg

Maquinas de estado


Maquinas de estado2 l.jpg

Maquinas de estado

  • Definición

  • Clasificación

  • Maquinas de estado síncronas

    • Análisis

    • Diseño


Definici n l.jpg

Definición

  • Son ciertos circuitos secuenciales que tienen un número determinado de estados (2n).

  • Pueden ser:

    • retroalimentados (flipflops, biestables) o

    • máquinas sincrónicas temporizadas cuando utilizan las primeras para crear circuitos cuyas entradas son examinadas y cuyas salidas cambian con respecto a una señal de reloj controlada.

  • En cualquier caso, se tienen unas entradas, unas salidas y unos estados.


Estructura l.jpg

Lógica de estado siguiente

F

Memoria de estado

Entrada reloj

Lógica de salida

G

Excitación

Estado presente

Salidas

Señal de reloj

Estructura


Estructura5 l.jpg

Estructura

  • Lógica de estado siguiente(F): Una función de las entradas y del estado actual.

  • Memoria de estados: Es un conjunto de nflip-flops que almacenan el estado presente de la máquina, que tiene 2n estados diferentes. La señal de reloj controla el cambio de estado en tales flipflops.

  • La señal de reloj: dispone el funcionamiento de los flip-flops ya sea por disparo de flanco o por disparo de pulso

  • Lógica de salida(G): Una función del estado actual y/o de las entradas


Clasificaci n l.jpg

Clasificación

  • Sincrónicas vs Asincrónicas

  • Máquinas de Moore

  • Máquina de Mealy


Maquina de moore l.jpg

Lógica de estado siguiente

F

Memoria de estado

Entrada reloj

Lógica de salida

G

Estado presente

Excitación

Salidas

Señal de reloj

Maquina de Moore

  • Es la máquina de estado en la cual las salidas solo dependen del estado presente


M quina de mealy l.jpg

Máquina de Mealy

  • Es la máquina de estado en la cuál la salida depende tanto del estado presente como de las entradas externas


M quina de mealy9 l.jpg

Lógica de estado siguiente

F

Memoria de estado

Entrada reloj

Lógica de salida

G

Excitación

Estado presente

Salidas

Señal de reloj

Máquina de Mealy


Maquinas de estado sincr nicas l.jpg

Maquinas de estado sincrónicas

  • Las que poseen entrada de reloj en la memoria de estado


An lisis l.jpg

Análisis

  • Asumiendo la definición formal de máquina de Mealy:

    •  Estado siguiente = F(estado actual, entrada)

    • Salida = G(estado actual, entrada)

  • La primera ecuación dice que el estado siguiente estará determinado por la entrada presente y el estado presente del circuito.

  • La segunda precisa que la salida de la máquina la determinan las dos mismas variables.

  • El propósito del análisis de los circuitos secuenciales es determinar el estado siguiente y las funciones de salida para poder predecir el comportamiento del circuito.


An lisis12 l.jpg

Análisis

  • Determinar el estado siguiente y las funciones de salida F y G.

  • Usar F y G para construir una tabla de estados/salidas que especifique por completo el estado siguiente y la salida del circuito para cada combinación posible de estado actual y entrada.

  • Diagrama de estados que presente en forma gráfica la información anterior(opcional). 


Dise o l.jpg

Diseño

  • Construir una tabla de estado/salida correspondiente a la descripción o especificación, mediante nombres mnemotécnicos para los estados. (Puede partirse del diagrama de estados correspondiente.

  • Minimizar el número de estados en la tabla de estado/salida(opcional)

  • Elegir un conjunto de variables de estado y asignar combinaciones de variables de estado a cada uno de los estados.


Dise o14 l.jpg

Diseño

  • Sustituir las combinaciones de variable de estado en la tabla de estado/salida para crear una tabla de transición/salida que muestre la combinación de variable de estado siguiente y la salida para cada combinación de estado/salida

  • Elegir el tipo de flipflop que hará la memoria de estado.

  • Construir una tabla de excitación que muestre los valores de excitación requeridos para obtener el estado siguiente deseado para cada combinación de estado/entrada.


Dise o15 l.jpg

Diseño

  • Derivar las ecuaciones de excitación de la tabla de excitación

  • Derivar las ecuaciones de salida de la tabla de transición/salida

  • Dibujar el diagrama lógico que muestre los elementos de almacenamiento de las variables de estado y realice las ecuaciones requeridas de excitación y salida.


Ejemplo 1 l.jpg

Ejemplo 1

  • Enunciado del problema:

    En una señal, detectar tres “1” seguidos utilizando una máquina de Moore y biestables tipo D

    • Construir una tabla de estado/salida correspondiente a la descripción o especificación, mediante nombres mnemotécnicos para los estados. (Puede partirse del diagrama de estados correspondiente)

      • Construir plantilla para la tabla de estado.


Tres unos seguidos l.jpg

Tres unos seguidos


Tres unos seguidos18 l.jpg

Tres Unos seguidos


Tres unos segudos l.jpg

Tres unos segudos


Tres unos seguidos20 l.jpg

Tres unos seguidos


Tres unos seguidos21 l.jpg

Tres unos seguidos


Tres unos seguidos22 l.jpg

1

INI

UNO

0

1

0

0

DOS

CUATRO

1

TRES

1

1

Tres unos seguidos

  • Diagrama de estados


Tres unos seguidos23 l.jpg

Tres Unos seguidos

  • Minimizar el número de estados en la tabla de estado/salida(opcional)


Tres unos seguidos24 l.jpg

Tres Unos seguidos


Tres unos seguidos25 l.jpg

Tres Unos seguidos


Tres unos seguidos26 l.jpg

1

INI

UNO

0

1

0

0

DOS

TRES

1

1

Tres Unos seguidos


Tres unos seguidos27 l.jpg

Tres Unos seguidos

  • Elegir un conjunto de variables de estado y asignar combinaciones de variables de estado a cada uno de los estados.

    • Estado inicial solo 000 o solo 111 (estados repetitivos)

    • minimizar el número de variables de estado que cambian

    • maximizar el número de variables de estado que no cambian en un grupo de estados relacionados

    • facilita el análisis del circuito.


Tres unos seguidos28 l.jpg

Tres Unos seguidos


Tres unos seguidos29 l.jpg

Tres Unos seguidos

  • Sustituir las combinaciones de variable de estado en la tabla de estado/salida para crear una tabla de transición/salida que muestre la combinación de variable de estado siguiente y la salida para cada combinación de estado/salida


Tres unos seguidos30 l.jpg

Tres Unos seguidos


Tres unos seguidos31 l.jpg

Tres Unos seguidos


Tres unos seguidos32 l.jpg

Tres Unos seguidos

  • Elegir el tipo de flip flop que hará la memoria de estado.

    • Para este caso es D por solicitud del ejercicio

  • Construir una tabla de excitación que muestre los valores de excitación requeridos para obtener el estado siguiente deseado para cada combinación de estado/entrada.


Tres unos seguidos33 l.jpg

Tres Unos seguidos

  • Resumen de tablas de excitación


Tres unos seguidos34 l.jpg

Tres Unos seguidos

  • Derivar las ecuaciones de excitación de la tabla de excitación


Tres unos seguidos35 l.jpg

Tres Unos seguidos

Para Q1* = Q1A+Q2A


Tres unos seguidos36 l.jpg

Tres Unos seguidos

  • Para Q2* = Q2´A


Tres unos seguidos37 l.jpg

Tres Unos seguidos

  • Derivar las ecuaciones de salida de la tabla de transición/salida

Z= D2D1´


Tres unos seguidos38 l.jpg

Tres Unos seguidos

  • Dibujar el diagrama lógico que muestre los elementos de almacenamiento de las variables de estado y realice las ecuaciones requeridas de excitación y salida.


Tres unos seguidos39 l.jpg

Tres Unos seguidos

  • Elegir un conjunto de variables de estado y asignar combinaciones de variables de estado a cada uno de los estados.


Tres unos seguidos40 l.jpg

Tres Unos seguidos

  • tabla de excitación con los valores de excitación para obtener el estado siguiente


Slide41 l.jpg

  • Derivar las ecuaciones de excitación de la tabla de excitación


Slide42 l.jpg

  • Para Q2* = Q1A+Q2A


Slide43 l.jpg

  • Q1* = Q1´A+Q2A


Ecuaci n de salida l.jpg

Ecuación de salida

Z= Q2Q1


Diagrama l.jpg

Diagrama


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