Circuiti digitali - Macchine a stati finiti

Sappiamo che i circuiti sequenziali sincroni cambiano (influenzano) i loro stati per ogni transizione positiva (o negativa) del segnale di clock in base all'ingresso. Quindi, questo comportamento dei circuiti sequenziali sincroni può essere rappresentato in forma grafica ed è noto comestate diagram.

Un circuito sequenziale sincrono è anche chiamato come Finite State Machine(FSM), se ha un numero finito di stati. Esistono due tipi di FSM.

• Mealy State Machine
• Moore State Machine

Ora, parliamo di queste due macchine a stati una per una.

Mealy State Machine

Si dice che una macchina a stati finiti sia macchina a stati farinosi, se gli output dipendono sia dagli input presenti che dagli stati presenti. Ilblock diagram di Mealy state machine è mostrato nella figura seguente.

Come mostrato in figura, ci sono due parti presenti in Mealy state machine. Quelle sono logica combinatoria e memoria. La memoria è utile per fornire alcuni o parte degli output precedenti(present states) come input della logica combinatoria.

Quindi, in base agli input presenti e agli stati presenti, la macchina a stati Mealy produce output. Pertanto, le uscite saranno valide solo alla transizione positiva (o negativa) del segnale di clock.

Il state diagram di Mealy state machine è mostrato nella figura seguente.

Nella figura sopra, ci sono tre stati, vale a dire A, B e C. Questi stati sono etichettati all'interno dei cerchi e ogni cerchio corrisponde a uno stato. Le transizioni tra questi stati sono rappresentate con linee dirette. Qui, 0/0, 1/0 e 1/1 denotainput / output. Nella figura sopra, ci sono due transizioni da ogni stato in base al valore di input, x.

In generale, il numero di stati richiesti nella macchina a stati Mealy è inferiore o uguale al numero di stati richiesti nella macchina a stati Moore. Esiste una macchina a stati Moore equivalente per ogni macchina a stati Mealy.

Moore State Machine

Una macchina a stati finiti si dice che sia macchina a stati di Moore, se gli output dipendono solo dagli stati presenti. Ilblock diagram della macchina a stati di Moore è mostrata nella figura seguente.

Come mostrato in figura, ci sono due parti presenti nella macchina a stati di Moore. Quelle sono logica combinatoria e memoria. In questo caso, gli ingressi presenti e gli stati presenti determinano gli stati successivi. Quindi, in base agli stati successivi, la macchina a stati di Moore produce gli output. Pertanto, le uscite saranno valide solo dopo la transizione di stato.

Il state diagram della macchina a stati di Moore è mostrata nella figura seguente.

Nella figura sopra, ci sono quattro stati, vale a dire A, B, C e D. Questi stati e le rispettive uscite sono etichettati all'interno dei cerchi. Qui, solo il valore di ingresso è etichettato su ogni transizione. Nella figura sopra, ci sono due transizioni da ogni stato in base al valore di input, x.

In generale, il numero di stati richiesti nella macchina a stati Moore è maggiore o uguale al numero di stati richiesti nella macchina a stati Mealy. Esiste una macchina a stati Mealy equivalente per ogni macchina a stati Moore. Quindi, in base al requisito, possiamo usarne uno.