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ANÁLISE DE SIST.SEQUENCIAISSÍNCRONOSSEL 414 - Sistemas DigitaisProf. Homero Schiabel


MODELOS DE SISTEMASSEQUENCIAIS


Modelos Sist. SeqüenciaisIntroduçãoSequência de cintilação de um conjunto de lâmpadas:1 2 3 4 5Soar um alarme sempre que a sequência de cintilação for1-2-3-4-5Possibilidades:• nenhuma lâmpada piscou;• só lâmpada 1 piscou;• houve uma sequência 1-2 só…•…• houve a sequência 1-2-3-4-5 vai ser acionado o alarme


Modelos Sist. SeqüenciaisIntroduçãoSequência de cintilação de um conjunto de lâmpadas:1 2 3 4 5Soar um alarme sempre que a sequência de cintilação for1-2-3-4-5• Inúmeras possibilidades, porém nem todas relevantes• Ex.:Sequência observada: 3-2-4-5-1-2-5-3-1-4-2-1-2 Só é necessário memorizar que as duas últimas foram 1 e 2Sequência observada: 1-2-3-4-2-4-3-2-1-3 Idêntico a se nenhuma tivesse piscado


Modelos Sist. SeqüenciaisIntroduçãoSequência de cintilação de um conjunto de lâmpadas:1 2 3 4 5Soar um alarme sempre que a sequência de cintilação for1-2-3-4-5Cada memorização necessária = ESTADO


Modelos Sist. SeqüenciaisIntroduçãoSISTEMA SEQUENCIAL Saídas não dependem apenas das entradaspresentes, mas também da história das entradas nopassado Saídas dependem da SEQUÊNCIA de valoreslógicos na entrada que conduzem até o presente (enão somente dos valores de entrada presentes)


Modelos Sist. SeqüenciaisIntroduçãoSISTEMA SEQUENCIAL Apresenta MEMÓRIA INTERNAESTADOFUNÇÃO ESTADO FUTURO a partir do valor das entradase do estado presente, indica o valor do ESTADO num instanteseguinte.


Modelos Sist. SeqüenciaisModelos1Q 0 Q 1 Q 2J 0 CkK 0CkK 0Q 0J 1 CkQ 0 K 1Q 1J 2 CkQ 1 K 2Q 2Q 2CkBloco dememória(FF)Bloco delógicacombinatóriaContador binário síncrono de 3 bits


Modelos Sist. SeqüenciaisModelo MOORESaídasEntradasZ 0X 0Saída..Z .nX nEstadoFuturo.Z 0Estado


Modelos Sist. SeqüenciaisModelo MEALYEntradasX 0.Z 0X n Saída...EstadoFuturo.SaídasZ nEstado


Modelos Sist. SeqüenciaisEntradasZ 0SaídaX 0..Z X Estado.nn Futuro.SaídasZ 0EstadoSe saídas = f(estado) MODELO MOOREEstado futuro = f (estado, entradas)


Modelos Sist. SeqüenciaisXSaídas0EntradasSaída.Z 0X n ..Z Estado.nFuturo.EstadoSe saídas = f(estado, entradas) MODELO MEALYEstado futuro = f (estado, entradas)


Modelos Sist. SeqüenciaisModelo MOORESaídasEntradasZ 0Lóg.X nCombi..natóriaZ X Memória.n0 y r r.y 0Z 0y 0EstadoY Y0 0 . ..Y rrZ i = g (y 1 , …, y r )i = 1,…mY i = h (X 1 , …, X n , y 1 ,…,y r )I = 1, …, r


Modelos Sist. SeqüenciaisModelo MEALYX 0EntradasX n..Memória.Lóg.CombinatóriaSaídas.Z nZ 0y rr.y 0 Y 0EstadoY 0.Y rrZ i = g (X 1 , …, X n , y 1 ,…,y r )Y i = h (X 1 , …, X n , y 1 ,…,y r )i = 1,…mi = 1, …, r


Modelos Sist. SeqüenciaisDIAGRAMA DE ESTADO• Um Estado é a combinação de Variáveis de Estado.• Cada Variável de Estado é uma realimentação desinais.•O• O Diagrama de Estado ou Diagrama de Fluxo deEstado é um grafo no qual cada nó e cada arco temum significado específico em cada um dos modelos(Mealy e Moore).• Tabela de Estado representação do Diagrama deEstado na forma de tabela.


Modelos Sist. SeqüenciaisDIAGRAMA DE ESTADONós estados do circuito e valor da saídaArcos entrada aplicada, que leva o circuito para oestado seguinte (Y) com saída Z.Entrada (X)B/ZA/ZModelo MOORE


Modelos Sist. SeqüenciaisDIAGRAMA DE ESTADO• Estado nós• Arcos entrada aplicada e saída obtidaEntrada (X) / Saída (Z)BAEstado futuroModelo MEALYEstado presente


Modelos Sist. SeqüenciaisTABELA DE ESTADO (ou Tabela de Fluxo)• Estado atual ypossui saída Z• Aplicando-se aentrada X, o circuitoirá para o estado Y,com saída ZModelo MOORE


Modelos Sist. SeqüenciaisTABELA DE ESTADO (ou Tabela de Fluxo)• Para entrada X,com circuito noestado atual y, ocircuito irá para opróximo estado Ycom saída ZModelo MEALY


Modelos Sist. SeqüenciaisExemplo 1:Vamos supor o contador síncrono módulo 4:• 4 saídas 00 –01 –10 –11• Não tem entradas externas• Única forma de onda CK (sincronismo)Contagem = 0Saídas: Z 1 = 0Z 0 = 0Contagem = 1Saídas: Z 1 = 0Z 0 = 1Contagem = 3Saídas: Z 1 = 1Z 0 = 1Contagem = 2Saídas: Z 1 = 1Z 0 = 0Diagrama deFluxo(Fluxograma)


Modelos Sist. SeqüenciaisContagem = 0Saídas: Z 1 = 0Z 0 = 0Contagem = 3Saídas: Z 1 = 1Z 0 = 1Contagem = 1Saídas: Z 1 = 0Z 0 = 1Contagem = 2Saídas: Z 1 = 1Z 0 = 0Estado /SaídaA/00D/11B/01 C/10Diagrama deEstado(MODELOMOORE)


Modelos Sist. SeqüenciaisContagem = 0Saídas: Z 1 = 0Z 0 = 0Contagem = 3Saídas: Z 1 = 1Z 0 = 1A/00D/11Contagem = 1Saídas: Z 1 = 0Z 0 = 1Contagem = 2Saídas: Z 1 = 1Z 0 = 0B/01 C/10Estado Presente Saída Presente Estado Futuro(Z 1 Z 0 )A 00 B (01)B 01 C (10)C 10 D (11)D 11 A (00)Tabela de Estado*Tabela de Estado** Não há coluna da entrada X, já que, paraesse contador, não há entradas externas


Modelos Sist. SeqüenciaisExemplo 2:Vamos supor um sist. sequencial com:• Uma variável de entrada X• Duas variáveis de estado y 1 e y 2• Uma variável de saída ZX =01Z =01Estados:(y 1 ,y 0 ) = (00) A(y 1 ,y 0 ) = (01) B(y 1 ,y 0 ) = (10) C(y 1 ,y 0 ) = (11) DDiagrama de Estado(MODELO MEALY)Tabela de Estado


Análise Sist. Seq. SíncronosANÁLISE DE SISTEMASSEQUENCIAIS SÍNCRONOSS


Análise Sist. Seq. SíncronosModelo MOORELóg.Combinatória.Z mZ 0y r. ..y 0Y 0. ..Y rX nX o.EstadoFuturoCKSaídas dependem apenas doestado presente


Análise Sist. Seq. SíncronosModelo MOOREDeterminar a saída desse sistema(estado inicial = W) quando seaplica uma sequência de entradaX = 011010Tempo: 0 1 2 3 4 5Estado Presente: W Y W X X Y XEntrada: 0 1 1 0 1 0Saída: 0 0 0 1 1 0Estado Futuro: Y W X X Y X


Análise Sist. Seq. SíncronosModelo MOORECkDiagrama de tempo (assumindoque a mudança de estado ocorrena transição negativa do CK):A saída muda sincronamente com o CK poisdepende apenas do estadoT 0 T 1T 2 T 3 T 4 T 5Estado w y w x x y xEntrada XSaída Z0 1 1 0 1 00 0 0 1 1 0


Análise Sist. Seq. SíncronosModelo MEALYX nX o.Lóg.Combinatória.Z mZ 0Y 0. ..Y ry r. ..y 0EstadoFuturoCKSaídas dependem das entradas edo estado presente


Análise Sist. Seq. SíncronosModelo MEALYDeterminar a saída desse sistema(estado inicial = A) quando seaplica uma sequência de entradaX = 011010Tempo: 0 1 2 3 4 5Estado Presente: A B A C A C AEntrada: 0 1 1 0 1 0Saída: 1 1 0 0 0 0Estado Futuro: B A C A C A


Análise Sist. Seq. SíncronosModelo MEALYDiagrama de tempo (assumindoque a mudança de estado ocorrena transição negativa do CK):CkT 0 T 1T 2T 2 T 3 T 4 T 5Estado A B A C A C AEntrada X0 1 1 0 1 0Saída Z1 1 0 0 0 0Em T 0 ,, saída 0 namudança de estado eretorna a 1 quando X muda Em T 3 ,, mesmo problema: saída 1momentaneamente e retorna a 0


Análise Sist. Seq. Síncronos• As Saídas de Circuitos Moore exibem melhorcomportamento do que as do modelo Mealy. Mudanças naentrada não resultam em “glitches” indesejáveis na saída.• Uma vantagem do modelo Mealy sobre o Moore é quecomo no Mealy as saídas são funções tanto das entradascomo do estado, o projetista tem mais flexibilidade noprojeto da saída e nas funções de transição de estado, eassim, menos estados serão necessários do que no circuitoMoore equivalente, onde as saídas são funções desomente variáveis de estado.


Análise Sist. Seq. SíncronosExercícios1. Análise de um sistema sequencial síncrono a partir deseu diagrama de estado• Construir o Diagrama de Tempo para a sequência de entradaX = 001110110, sendo o estado inicial igual a 00 (considerarque elementos de memória são FF sensíveis à borda dedescida


Análise Sist. Seq. SíncronosExercícios2. Análise de um sistema sequencial síncrono a partir deseu diagrama lógico(a) Determinar Diagrama e Tabela de Estado que definem suaoperação;(b) Determinar, a partir dos diagramas ou das equaçõeslógicas, a resposta à sequência de entrada X = 01101000

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