Circuits numériques - Machines à états finis

Nous savons que les circuits séquentiels synchrones changent (affectent) leurs états pour chaque transition positive (ou négative) du signal d'horloge en fonction de l'entrée. Ainsi, ce comportement des circuits séquentiels synchrones peut être représenté sous forme graphique et il est connu commestate diagram.

Un circuit séquentiel synchrone est également appelé Finite State Machine(FSM), s'il a un nombre fini d'états. Il existe deux types de FSM.

  • Machine d'état farineuse
  • Machine d'état de Moore

Maintenant, parlons de ces deux machines à états une par une.

Machine d'état farineuse

Une machine à états finis est dite machine à états Mealy, si les sorties dépendent à la fois des entrées présentes et des états présents. leblock diagram de la machine d'état Mealy est illustré dans la figure suivante.

Comme le montre la figure, il y a deux parties présentes dans la machine à états Mealy. Ce sont la logique combinatoire et la mémoire. La mémoire est utile pour fournir une partie ou une partie des sorties précédentes(present states) comme entrées de la logique combinatoire.

Ainsi, sur la base des entrées et des états présents, la machine à états Mealy produit des sorties. Par conséquent, les sorties ne seront valides qu'à la transition positive (ou négative) du signal d'horloge.

le state diagram de la machine d'état Mealy est illustré dans la figure suivante.

Dans la figure ci-dessus, il y a trois états, à savoir A, B et C. Ces états sont étiquetés à l'intérieur des cercles et chaque cercle correspond à un état. Les transitions entre ces états sont représentées par des lignes dirigées. Ici, 0/0, 1/0 & 1/1 indiqueinput / output. Dans la figure ci-dessus, il y a deux transitions de chaque état en fonction de la valeur d'entrée, x.

En général, le nombre d'états requis dans la machine à états Mealy est inférieur ou égal au nombre d'états requis dans la machine à états de Moore. Il existe une machine à états de Moore équivalente pour chaque machine à états Mealy.

Machine d'état de Moore

Une machine à états finis est dite machine à états de Moore, si les sorties ne dépendent que des états présents. leblock diagram de la machine à états de Moore est illustrée dans la figure suivante.

Comme le montre la figure, il y a deux parties présentes dans la machine à états de Moore. Ce sont la logique combinatoire et la mémoire. Dans ce cas, les entrées actuelles et les états actuels déterminent les états suivants. Ainsi, sur la base des états suivants, la machine à états de Moore produit les sorties. Par conséquent, les sorties ne seront valides qu'après la transition de l'état.

le state diagram de la machine à états de Moore est illustrée dans la figure suivante.

Dans la figure ci-dessus, il y a quatre états, à savoir A, B, C et D. Ces états et les sorties respectives sont étiquetés à l'intérieur des cercles. Ici, seule la valeur d'entrée est étiquetée sur chaque transition. Dans la figure ci-dessus, il y a deux transitions de chaque état en fonction de la valeur d'entrée, x.

En général, le nombre d'états requis dans la machine à états de Moore est supérieur ou égal au nombre d'états requis dans la machine à états Mealy. Il existe une machine à états Mealy équivalente pour chaque machine à états de Moore. Donc, en fonction de l'exigence, nous pouvons utiliser l'un d'entre eux.