Technische Grundlagen der Informatik

„Technische Grundlagen der Informatik (TGI)“
Prof. Dr. R. Latz
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Ungenutzte Zustandskodierungen in Zustandsautomaten
Wird eine bestimmte Kodierung für die Zustände festgelegt, so kommt es
vor, dass einige Kodierungswerte ungenutzt bleiben, da es weniger
relevante Zustände als mögliche Kodierungswerte gibt. Wenn sichergestellt
ist, dass der Zustandsautomat nie in einen Zustand gelangen kann,
der einer solchen Kodierung entspricht, dann kann man diese Zustände bei
der Synthese als „dont’t-care“-Zustände betrachten.
Kann ein Zustandsautomat in einen solchen Zustand gelangen, dann ist bei
der Synthese sicherzustellen, dass er ohne Bedingung sofort von diesem
Zustand in den Startzustand übergeht. Dazu werden diese Zustände bei der
Synthese explizit derart berücksichtigt, dass ihr Folgezustand der
Startzustand ist.
Zeitverhalten von synchronen Zustandsautomaten
Bei Zustandsautomaten hängt der Folgezustand Q n+1 vom aktuellen
Zustand Q n ab, d. h. der aktuelle Zustand wird in das Schaltnetz zurückgekoppelt,
das den Folgezustand berechnet. Aufgrund dieser Rückkopplung
ergeben sich zwei zeitliche Rückkopplungsbedingungen, die erfüllt
sein müssen, damit ein Zustandsautomat fehlerfrei funktionieren kann.
Zeitverhältnisse bei einem synchronen Zustandsautomaten
Wird bei der n-ten Taktflanke der n-te Zustand aktualisiert, so benötigt das
Zustandssignal zunächst die Laufzeit T CO ( CO = Clock to Output ) bis zum Ausgang
des Flip-Flops, weiter wird bis zum Eingang des Übergangsschaltnetzes die Laufzeit
T wd1 ( wd = wire delay ) benötigt.
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© R. Latz