算法状态机 (ASM) 的介绍

介绍 ：

• 在数字系统中，二进制信息分为数据和控制信息。
• 数据信息通过算术、移位、逻辑等各种操作进行操作。这些操作由多路复用器、解码器、计数器、移位寄存器等实现。
• 控制信息给出了帮助执行各种数据操作的各种命令信号。
• 因此，数字系统的逻辑设计可以分为两部分，其中一部分负责设计执行数据处理操作的电路，另一部分负责设计负责所有操作及其操作的控制电路。顺序。

控制逻辑与数据处理器的关系

• 数字系统的控制顺序和数据处理可以通过硬件算法来确定。所以我们的动机是制定有助于实现我们目标的硬件算法。
• 流程图是确定硬件算法的程序步骤顺序和决策路径的传统方法。
• 为指定数字电路的设计而开发的一种特殊类型的流程图称为算法状态机（ASM）图。

ASM 图表：
它是一种特殊类型的流程图，用于描述数字电路的顺序操作。 ASM 图确定事件的顺序、顺序控制器状态之间的时序关系以及从一种状态到另一种状态时发生的事件。

ASM 图由三个基本元素组成，它们是

• 状态箱
• 决策框
• 条件框

状态框：

状态箱

• 一个状态 在控制序列中由状态框描述。
• 状态框的形状是矩形，可以在其中指定寄存器操作或输出信号名称。
• 州名有一个符号名，写在方框的左上角。
• 状态赋值后，二进制代码放置在框的右上角。

决策框：

决策框

• 它描述了输入对控制子系统的影响。
• 它是一个带有两个或多个出口路径的菱形盒子。需要检查的输入条件写在框中。
• 当条件为真时采用一条退出路径，否则在条件为假时采用另一条退出路径。
• 当输入条件分配给二进制值时，两条路径由 1 和 0 指示。

条件框：

条件框

• 它呈椭圆形。条件框的输入路径必须来自决策框的退出路径。
• 寄存器操作和输出列表写入条件框内，该条件框在特定状态下生成，但输入条件必须为真。

例子

• 当 T1 状态出现时，控制器（即控制单元）产生启动输出信号。
• 在 T1 中，控制检查输入 E 的状态。
• 如果 E= 1，则将 R 赋值为 0，否则 R 保持不变。在 E 的任何值下，下一个状态将是 T2。

ASM 块：

• 一个 ASM 块包含一个状态框以及连接到其退出路径的所有决策框和条件框。
• 它包含一个入口路径和一个或多个出口路径。

例子

ASM 块

• 块（虚线）与 T1 状态相关联，具有两个决策和一个条件框。 ASM 中的每个模块在一个时钟脉冲期间确定系统的状态。状态框和条件框内的操作都是在公共时钟脉冲（即T1状态）中执行的。这个时钟脉冲也改变了系统的状态（即其他状态可以是T2或T3或T4），可以知道通过决策框 E 和 F 的二进制值。
• 在状态 T1 中，寄存器值增加 1。
• 如果 E=1，则寄存器 R 被复位。
• 这里，每个状态框都等效于时序电路中的状态。