‘SHIT’上最全有限状态机设计研究（二）-时钟同步状态机分析1

本系列主要针对有限状态机进行分析和设计，其中主要包括两部分：时钟同步状态机的分析和时钟同步状态机的设计，预计会有五篇文章进行展开，其中介绍一篇，分析和设计分别有两篇，每一部分都会有相应的实例。

‘SHIT’上最全有限状态机设计研究（一）-状态机介绍

‘SHIT’上最全有限状态机设计研究（二）-时钟同步状态机分析1

‘SHIT’上最全有限状态机设计研究（三）-时钟同步状态机分析2

‘SHIT’上最全有限状态机设计研究（四）-时钟同步状态机设计1

‘SHIT’上最全有限状态机设计研究（五）-时钟同步状态机设计2

时钟同步状态机分析Clocked Synchronous State Machine Analysis

2.1时钟同步状态机的描述

        图3 时钟同步状态机的组成框图   其中，   组合逻辑电路包括： 激励=F(当前状态，输入)<–激励方程 输出=G(当前状态，输入)<–输出方程   状态转移：从Q到Q*

                图4 状态机举例

2.2时钟同步状态机的分析

  分析大致遵从如下步骤：   1）进行电路描述，得到激励方程、输出方程、转移方程；   2）构建转移/输出表（或状态转移图），描述电路功能。 如下图所示的状态图：

第一步，写出激励方程：

D0 = EN·Q0’ + EN’ ·Q0 D1 = EN’ ·Q1 + EN·Q1’·Q0 + EN·Q1·Q0’ 第二步，写出输出方程：

MAX= EN·Q1·Q0 第三步，写出转移方程：

MAX= EN·Q1·Q0 D触发器特征方程:

Q0 = D0, Q1 = D1

将激励方程带入触发器的特征方程，得

Q0 = EN·Q0’ + EN’·Q0 Q1 = EN’·Q1 + EN·Q1’·Q0 + EN·Q1·Q0

第四步，写出状态转移表：

  转移表实质就是真值表，由转移表和状态表组成。 第4（1）步，转移表   由状态转移方程很好得到，从中可以看出：当EN=0保持原状态，当EN=1时表示当前变量+1操作，所以这是一个2 bit的加法计数器：

第4（2）步，状态表：   状态表和转移表的区别就是，转移表是利用状态变量的取值进行表示，状态表利用状态的变量名进行表示：

第4（3）步，状态转移表：

  状态表和转移表合成就是状态转移表。

  带使能端的2-bit二进制计数器 ( mealy machine ) 第五步，构建状态转移图：   状态转移图，圈圈表示状态，箭头表示状态转移，箭头上标注转移和输出信息。

MAX= EN·Q1·Q0 D触发器特征方程: Q0* = D0, Q1* = D1 将激励方程带入触发器的特征方程，得 Q0* = EN·Q0’ + EN’·Q0 Q1* = EN’·Q1 + EN·Q1’·Q0 + EN·Q1·Q