📜  数字电路-有限状态机

📅  最后修改于: 2021-01-08 05:58:06             🧑  作者: Mango


我们知道,同步时序电路会根据输入在时钟信号的每个正(或负)跃迁中改变(影响)它们的状态。因此,同步时序电路的这种行为可以以图形形式表示,称为状态图

如果同步时序电路具有有限数量的状态,则也称为有限状态机(FSM)。 FSM有两种类型。

  • 状态机
  • 摩尔状态机

现在,让我们一一讨论这两个状态机。

状态机

如果输出同时取决于当前输入和当前状态,则称有限状态机为Mealy状态机。下图显示了Mealy状态机的框图

状态机

如图所示,Mealy状态机中有两个部分。这些是组合逻辑和内存。存储器对于提供部分或部分以前的输出(当前状态)作为组合逻辑的输入很有用。

因此,基于当前输入和当前状态,Mealy状态机产生输出。因此,输出仅在时钟信号的正(或负)跳变时才有效。

下图显示了Mealy状态机的状态图。

状态图

在上图中,存在三个状态,即A,B和C。这些状态在圆圈内标记,每个圆圈对应一个状态。这些状态之间的过渡用有向线表示。在此,0 / 0、1 / 0和1/1表示输入/输出。在上图中,基于输入x的值,每个状态都有两个转换。

通常,Mealy状态机中所需的状态数小于或等于Moore状态机中所需的状态数。每个Mealy状态机都有一个等效的Moore状态机。

摩尔状态机

如果输出仅取决于当前状态,则称有限状态机为摩尔状态机。下图显示了摩尔状态机的框图

摩尔状态机

如图所示,摩尔状态机中有两个部分。这些是组合逻辑和内存。在这种情况下,当前输入和当前状态确定下一个状态。因此,基于下一个状态,摩尔状态机生成输出。因此,输出仅在状态转换后才有效。

下图显示了Moore状态机的状态图。

状态图摩尔状态机

在上图中,有四个状态,即A,B,C和D。这些状态和相应的输出在圆圈内标记。在此,每次转换仅标记输入值。在上图中,基于输入x的值,每个状态都有两个转换。

通常,摩尔状态机中所需的状态数大于或等于Mealy状态机中所需的状态数。每个摩尔状态机都有一个等效的Mealy状态机。因此,根据需求,我们可以使用其中之一。