7/29/2019 Maquinas de Estados 2
http://slidepdf.com/reader/full/maquinas-de-estados-2 1/19
CIRCUITOS LÓGICOSSECUENCIALES
Maquinas de
Estados Finitos I
7/29/2019 Maquinas de Estados 2
http://slidepdf.com/reader/full/maquinas-de-estados-2 2/19
MAQUINA DE ESTADOS FINITOS(FSM)
La gran mayoría de algoritmos sonimplementados en software , esto se debeprincipalmente a la flexibilidad y facilidad deprogramación de los microprocesadores .
Algunos algoritmos no pueden implementarsesolo en software. Las razones pueden variar deacuerdo a la aplicación pero frecuentementehacen referencia a una capacidad de
procesamiento que NO PUEDE obtenerse conmicroprocesadores
7/29/2019 Maquinas de Estados 2
http://slidepdf.com/reader/full/maquinas-de-estados-2 3/19
MAQUINA DE ESTADOS FINITOS(FSM)
La solución para implementar estos algoritmos es utilizar hardware .
Cuando un algoritmo se implementa enhardware, las maquinas de estado se emplean
para acompañar la tarea (control). Una maquina de estados puede ser de la
complejidad que se quiera y funciona de formasimilar al software .
La forma más simple de maquina de estados
es un contador.
7/29/2019 Maquinas de Estados 2
http://slidepdf.com/reader/full/maquinas-de-estados-2 4/19
MAQUINA DE ESTADOS FINITOS(FSM)
Una FSM descompone un algoritmo en pasos (estados).
Las transiciones entre estado puedendepender de una condición o evento, o pueden
producirse en forma incondicional. Las condiciones y eventos están asociados a las
entradas del circuito.
Las maquinas de estado se representan pormedio de Diagramas de Estados y Tablas de Transición de Estados .
7/29/2019 Maquinas de Estados 2
http://slidepdf.com/reader/full/maquinas-de-estados-2 5/19
EJERCICIO 1
Especificar en lenguaje natural el funcionamientode una maquina expendedora de tiquetes pormedio de estados …
Sencillo
Par
Multiviaje
7/29/2019 Maquinas de Estados 2
http://slidepdf.com/reader/full/maquinas-de-estados-2 6/19
EJERCICIO 1 – SOLUCIÓN
Paso 4 – Regresar a estado de Espera
Paso 0 – Sistema en espera , permanece en este paso mientras el usuario no presione un botón de selección de tiquete.
Paso 1 – El sistema despliega valor de tiquete seleccionado y queda en un estado de espera a que usuario ingrese el dinero.
Paso 2 – Cuando el usuario termina de ingresar dinero,
el sistema verifica que tenga la devuelta para el valor ingresado, sino la tiene devuelve el dinero ingresado por el usuario y retorna al paso 0. Si la tiene entrega el tiquete seleccionado
Paso 3 – Finalmente el sistema entrega la
devuelta y agradece la compra.
7/29/2019 Maquinas de Estados 2
http://slidepdf.com/reader/full/maquinas-de-estados-2 7/19
DIAGRAMA DE ESTADOS
El Diagrama de Estados describe elcomportamiento de un circuito secuencial enforma gráfica . Una FSM siempre tendrá undiagrama de estados asociado .
Los Estados del circuito se simbolizan comocírculos y se etiquetan con letras mayúsculas.
Las transiciones entre estados se representancon flechas . Estas se rotulan con las entradas y
el valor de estas que produjo la transición. Las salidas pueden aparecer ya sea en las
flechas o en los círculos .
7/29/2019 Maquinas de Estados 2
http://slidepdf.com/reader/full/maquinas-de-estados-2 8/19
DIAGRAMA DE ESTADOS
Ejemplos de Diagramas de Estado5 estados
4 estados
A(0)
B(0)
C(1)
D(0)
E(1)
1
0
0
1
0
1
0
1
A
B
CD
1/0
1/10/0
0/0
0/0
1/1
0/1
1/0
entrada/salida
7/29/2019 Maquinas de Estados 2
http://slidepdf.com/reader/full/maquinas-de-estados-2 9/19
DIAGRAMA DE ESTADOS
Es muy importante tener en cuenta que si se tiene unavariable de entrada simple, cada estado en el diagramadebe tener dos flechas salientes , una que correspondea la entrada en un valor ‘1’ y otra en un valor ‘0’.
Si fueran dos variables de entrada, deben salir de cadaestado cuatro flechas que corresponderían a todas las
posibles combinaciones entre las entradas: 00 , 01, 10 y11.
A
B
CD
01/0 11/0
10/1
00/0
10/1 01/0
11/000/0
xx/0xx/1
7/29/2019 Maquinas de Estados 2
http://slidepdf.com/reader/full/maquinas-de-estados-2 10/19
TABLA DE TRANSICION DEESTADOS
La tabla de transición de estados es otra forma de representar circuitos secuenciales y FSMs. Es utilizadaprincipalmente en el algoritmo de diseño del sistemasecuencial.
ESTADOACTUAL
ESTADOSIGUIENTE
SALIDA
Ent=0 Ent=1
A(0)
B(0)
C(1)
D(0)
E(1)
1
0
0
1
0
1
0
1
A
B
C
D
E
A
C
B
E
A
B
D
D
D
A
0
0
1
0
1
7/29/2019 Maquinas de Estados 2
http://slidepdf.com/reader/full/maquinas-de-estados-2 11/19
CIRCUITOS MOORE
Los circuitos cuyas
salidas solamenteson funciones delestado sedenominan
Circuitos Moore . En los Circuitos
Moore las salidasse introduce dentrodel estado, ya que
la salida dependesolamente delestado.
A(0)
B(0)
C(1)
D(0)
E(1)
1
0
0
1
0
1
0
1
7/29/2019 Maquinas de Estados 2
http://slidepdf.com/reader/full/maquinas-de-estados-2 12/19
CIRCUITOS MEALY
Si las salidas de uncircuito dependen delestado actual y delas entradas sedenominan Circuitos Mealy .
Estando en un estadosi preguntamos por elvalor de la salida,podemos no tenerrespuesta hasta que
no se especifique elvalor de la entrada enel siguiente intervalo.
A
B
CD
1/0
1/10/0
0/0
0/0
1/1
0/1
1/0
7/29/2019 Maquinas de Estados 2
http://slidepdf.com/reader/full/maquinas-de-estados-2 13/19
CIRCUITOS MEALY
Tabla de transición de estados en un circuitomealy.
ESTADOACTUAL
ESTADO SIGUIENTE
0 1
A A/0 B/0
B D/0 C/1
C B/0 A/0
D D/1 A/1
A
B
CD
1/0
1/10/0
0/0
0/0
1/1
0/1
1/0
7/29/2019 Maquinas de Estados 2
http://slidepdf.com/reader/full/maquinas-de-estados-2 14/19
MOORE vs. MEALY
En el sistema de Moore laindependencia de lassalidas de las entradashace más fácil seguir laoperación del sistema en
pasos a través de susestados y por tanto hacemucho más fácil ladetección de errores.
Menos propenso aglitches en las salidas.
En forma general laversión de Mealy de uncircuito secuencial serámás económica encomponentes físicos que
la versión de Moore.
Debido a la dependenciade las salidas respecto aentradas, los circuitos
Mealy pueden presentarglitches.
7/29/2019 Maquinas de Estados 2
http://slidepdf.com/reader/full/maquinas-de-estados-2 15/19
MOORE vs. MEALY
NOTA: Cualquier Sistema secuencial se puede implementar
con alguna de los dos tipos de circuitos moore ómealy.
Incluso es posible hacer combinaciones de ambostipos de circuitos en un solo diseño.
7/29/2019 Maquinas de Estados 2
http://slidepdf.com/reader/full/maquinas-de-estados-2 16/19
A(0)
B
(0)
C(0)
1
0
1
D(1)
1
1
ESTADOACTUAL
ESTADOSIGUIENTE
SALIDA
0 1
A A B 0B A C 0
C A D 0
D A D 1
0
0
0
EJERCICIO MOORE
7/29/2019 Maquinas de Estados 2
http://slidepdf.com/reader/full/maquinas-de-estados-2 17/19
EJERCICIO – SOLUCIÓN MEALY
ESTADOACTUAL
ESTADOSIGUIENTE
0 1
A A/0 B/0
B A/0 C/0
C A/0 C/1
A
B
C
1/0
0/0
1/0
1/1
0/0
0/0
7/29/2019 Maquinas de Estados 2
http://slidepdf.com/reader/full/maquinas-de-estados-2 18/19
EJEMPLO – DETECTOR DE SECUENCIA
Circuito Moore
S00
S1
0
S20
S30
S41
0
1
0
00
0
1
1
1
1
E.A E.S SALIDAZX = 0 X = 1
S0 S0 S1 0
S1 S0 S2 0
S2 S3 S2 0
S3 S0 S4 0
S4 S0 S2 1
E.A E.S SALIDAZX = 0 X = 1
S0
S1
S2
S3
S4
7/29/2019 Maquinas de Estados 2
http://slidepdf.com/reader/full/maquinas-de-estados-2 19/19
EJEMPLO – DETECTOR DE SECUENCIA
Circuito Mealy
S00
S10
S2
0
0/0
0/0
1/0
1/0
1/0
S30
1/1 0/0
E.A E.S
X = 0 X = 1
S0 S0/0 S1/0S1 S0/0 S2/0
S2 S3/0 S2/0
S3 S0/0 S1/1
E.A E.S
X = 0 X = 1
S0S1
S2
S3
0/0
Recommended