Diseño de Sistemas Secuenciales Síncronos 1 1

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 2 2

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 3 3

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 4 4

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 5 5

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 6 6

Diagramas de Estado Representación gráfica de los Autómatas de Estados Finitos (Finite State Machines, FSM)‏ 7 7

Ejemplo de Diagrama de Transición de Estados (DTE)‏ 8 8

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 9 9

El circuito 10 10

Las expresiones Función Expresión Z(t)‏ (x’+Q1’+Q2)’ J1 ((Q1’Q2)’x)’ K1 x’ J2 x K2 Q2 11 11

Tabla de verdad y diagrama 12 12

Sistemas Secuenciales Síncronos 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 13 13

Ejemplo: reconocedor de secuencias Secuencia a reconocer: 1101 Definición de estados Codificación de estados Diagrama 0/0 14 14

Ejemplo: reconocedor de secuencias (II)‏ Tabla de transición y excitación Minimización de las función (Karnaugh)‏ 15 15

Ejemplo: implementación 16 16

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 17 17