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} conjunto de entradas

Z = { Z1, ..., Zm} conjunto de salidas

Q = { Q1, ..., Qp} conjunto de estados

l : Q x E Z función de salida d : Q x E Q 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 : Q x E Z δ : Q x E Q

Autómata de Moore

La función de salida depende sólo del estado. A cada estado le corresponde de forma

inequívoca una salida λ : Q Z δ : Q x E 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 Expresión

Z(t) XQ1Q2’

J1 X’+Q1’Q2

K1 X’

J2 X

K2 Q2

Tabla de verdad y diagrama

Síntesis o Diseño de Sistemas Secuenciales Síncronos

Pasos: Traducción de las especificaciones verbales a

diagrama de estados Obtención de las tablas de transición y

excitación (en una misma tabla) Minimización de las funciones booleanas de

entrada a los biestables y de salidas, en funciones de las entradas del sistema y, si se da el caso, de las salidas de los biestables

Implementación del circuito

Ejemplo: reconocedor de secuencias

Secuencia a reconocer: 1101 Definición de estados

Codificación de estados Diagrama 0/0

Ejemplo: reconocedor de secuencias (II)

Tabla de transición y excitación

Minimización de las funciones (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