Post on 15-Jan-2016
Máquina de Estados FinitoFSM (Finite State Machines)
Máquina de Estados
Finito (FMS)
Entradas Saídas
Clock
• A máquina de estados está em apenas um estado por vez, este estado é chamado de estado
atual.
• Um estado armazena informações sobre o passado, isto é, ele reflete as mudanças desde a
entrada num estado, no início do sistema, até o momento presente.
• Uma transição indica uma mudança de estado e é descrita por uma ação que precisa ser
realizada para que a transição ocorra.
• Uma ação é a descrição de uma atividade que deve ser realizada num determinado
momento.
• Máquinas de estados finitos podem ser representadas por meio de um diagrama de estados.
• Uma máquina de estados finitos (FSM - do inglês
Finite State Machine) é um modelo matemático
utilizado para representar comportamentos lógicos ou
circuitos lógicos.
Máquina de Mealy:
• Utiliza apenas ações de entrada.
• A saída depende da entrada e do estado atual.
• A saída está representada no arco de transição.
Máquina de Estados Tipo Mealy
Arco de Transição
Máquina de Estados Tipo Mealy
Lógica de Controle(próximo estado)
Memóriade
Estados(Flip-Flops)
Lógica de Saída
Entradas
Saídas
Clock
EstadoAtual
As saídas dependem das entradas e do estado atual
Máquina de Moore: • Utiliza apenas ações de entrada.
• A saída depende somente do estado.
• A saída está representada no estado.
Máquina de Estados Tipo Moore
Lógica de Controle(próximo estado)
Memóriade
Estados(Flip-Flops)
Lógica de Saída
Entradas Saídas
Clock
EstadoAtual
Máquina de Estados Tipo Moore
As saídas dependem apenas do estado atual
Máquina de Estados - Resumo
CLK CLK
Máquina de Estados - Resumo
Devido aos atrasos nos componentes electrónicos, um circuito pode originar um glitch. Um glitch é uma variação de curta duração no valor de uma saída, quando não se espera nenhuma variação.
Exercício
Nome dos Estados:• Opened• Closed
Quantos Estados:• 2 (Dois)
Que tipo é a máquina de estados:• Morre (Saída depende apenas
do estado atual)
Entradas:• close_door• open_door
Saída:• E: (close door ou open door)
• Dois FFs quatro estados possíveis
• Uma entrada w e uma saída z
Análise de uma Máquina Simples
Tabela Verdade dos Combinacionais
Tabela Verdade dos Combinacionais
Representação Simbólica
FMS – Máquina de Estamos Finito
Tabela Verdade Esta Completo?
Diagrama de Transição de Estados
ResetSempre que o sinal
Reset receber o
valor 0 (Zero) o
sistema irá para o
estado A.
Diagrama de Transição de Estados
Observar: Ausência do sinal do Reset na tabela. É o reset do FF.
Exemplo - Síntese de uma FSM (Moore)Diagrama e Tabela de Transição de Estados
Máquina de Estados
Finito (FMS)
W Z
Clock
• Há três estados: 2 bits são suficientes
• Variáveis de estado:
Estado atual y1 e y2
Próximo estado Y1 e Y2
Exemplo - Síntese de uma FSM (Moore)Estrutura da FMS
Exemplo - Síntese de uma FSM (Moore)Atribuição de Estado
Exemplo - Síntese de uma FSM (Moore)Tabelas Verdade de CC1 e CC2 - Assumindo FF tipo D
Exemplo - Síntese de uma FSM (Moore)Síntese de CC1 e CC2
Exemplo - Síntese de uma FSM (Moore)Circuito Final com FF tipo D
Exemplo - Síntese de uma FSM (Moore)Diagrama de Tempo da FSM
Observar sinais síncronos com borda de subida do clock.
Exercício
Exercício - Resolução
• Notemos que existe uma mudança na saída (na passagem do estado 1 para o estado
2) que ocorre imediatamente depois de uma borda descendente do relógio (CLK_H),
sem que tenha ocorrido uma mudança na entrada. Isso quer dizer que essa mudança
de estado dependeu exclusivamente da borda do relógio.
• Podemos, assim, concluir que a maquina sequencial foi construída com flip-flops que
comutam nas bordas descendentes de CLK_H.
• Notemos ainda que, nos estados 1, 2, 3 e 5, a saída se mantem constante.
• No estado 4 a saída muda com as variações da entrada. Para que isso aconteça, o
circuito combinatório de saída deve depender do estado e da entrada. (Máquina de
Mealy).
Como Descrever o Comportamento de uma Máquina de Estados?
Reset = 1
AS = 10
BS = 00
CS = 11
•A figura abaixo representa um sistema automatizado de furação de peças sob uma esteira transportadora. Projete o sistema de controle deste sistema.Especificações do sistema automatizado: •O sistema possui um interruptor geral para ser ligado ou desligado.•Uma vez que o sistema está ligado, a furadeira está sempre funcionando.•Quando a peça chega à posição correta, a esteira para de funcionar, o mandril desce perfurando a peça e retorna para posição normal.Apresente •Convenções. (0,5 pontos)•Máquina de Estados Moore que representa o controle do sistema. (1,5 pontos)