10-Sistemas Digitais II - Poli - projeto com diagrama de estado

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© Andrade, Bruno, Midorikawa, Simplício e Spina 2.017 <Sínt. Circ. Seq.> PCS 3225 Sistemas Digitais II 1
PCS 3225
Sistemas Digitais II
Síntese de Circuitos Seqüenciais
7-5 – Designing State Machines Using State Diagrams 
(Wakerly, 4ed, páginas 570-576)
Andrade, Marco Túlio Carvalho de
Professor Responsável
Spina, Edison
Professor Responsável Pela Primeira Revisão (2.016)
versão: Setembro de 2.017
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Projeto de Máquina de Estados (Síntese)
� Projetar Máquinas de Estados é provavelmente a 
tarefa mais criativa de um projetista de Sistemas 
Digitais. A maioria das pessoas gosta de fazer uso 
de abordagens gráficas (usar linguagens de projeto 
com elementos gráficos & visuais), daí a impor-
tância de Diagramas de Estados.
� Sintetizar um Diagrama de Transição de Estados é 
como sintetizar uma Tabela de Transição de Esta-
dos, porém, cada um deles apresenta suas especi-
ficidades, suas peculiaridades, propriedades 
expostas e/ou ocultas, que vale a pena explorar ad
hoc (para cada caso).
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Projeto de Máquina de Estados (Síntese)
� Tabela de Transição 
de Estados (criar):
� Exaustiva;
� Não ambígua;
� Trabalhosa (?);
� Mais fácil de 
detectar 
incoerências.
� Diagrama de Transição 
de Estados (criar):
� Como escrever um progra-
ma (vide ASM); 
� “Mais fácil” - Mesmo com 
várias entradas;
� Único arco representa uma 
transição = potencial am-
biguidade, pois pode não 
haver um único próximo 
estado (pode haver mais de 
um)!!!
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� Tabela de Transição de 
Estados
� Diagrama de Transição 
de Estados
� Se começar pelo Diagrama 
de Transição de Estados não 
existem garantias, pois 
nestes as ambiguidades, 
incoerências, são mais 
difíceis de detectar.
� Por outro lado começar com 
Diagrama de Transição de 
Estados é mais comum em 
nosso modo de pensar e 
resolver o problema.
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Projeto de Máquina de Estados com Diagramas
� Exemplo 7-5 – Projeto da máquina de estados das 
lanternas traseiras do Ford Thunderbird 1965
Fig 7.54
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Funcionamento da lanterna
Virar à 
esquerda
LEFT = 1
Acende LA
Acende 
LA+LB
Acende 
LA+LB+LC
Apaga
tudo
Virar à 
direita
RIGHT = 1
Acende RA
Acende 
RA+RB
Acende 
RA+RB+RC
Apaga
tudoFig 7.55
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Criação do diagrama
� Ação de virar à esquerda
� Ação de emergência 
(pisca alerta)
� Ação de virar à direita
Fig 7.56Resolvido?
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Tabela de saída
Fig 7.56
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Resolvendo ambiguidades
Fig 7.57
� Mais de uma entrada 
variando!!! 
� E se .... (What if . . . )
� Em IDLE, LEFT & 
HAZ acontecerem 
simultaneamente?
� Vai para L1 ou 
LR3
� Solução adotada: 
Prioridade para HAZ
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� Verificar se para cada estado não existem 
multiplas expressões “1” para a mesma 
combinação de entradas e se alguma ex-
pressão é “1” para todas as combinações.
Resolvendo ambiguidades
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Alocação de estados
Tab 7-13
� Porque 3 variáveis?
� Porque se chamam Q0, 
Q1 e Q2?
� Porque IDLE é 000?
.... Resolvido?
� E SE...
� O que acontece se 
HAZ ocorre quan-
do está, por 
exemplo, em L2?
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� 000 = IDLE
� Q0 e Q1 “contam” 
os estados de 
LEFT e de RIGHT
� Q2 distingue LEFT 
de RIGHT
� 111 = HAZ
Fig 7-58
FSM Melhorada Interrompe 
o ciclo se “HAZ”
Resolvido?
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Tabela de Transição de estados
Tab 7-14
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Referencias
�Referências desta aula: 
–Wakerly, 7-5 - Designing State 
Machines Using State Diagrams 
(4ed, páginas 570-576)
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Livro Texto
�Wakerly, J.F.; Digital Design –
Principles & Practices; Fourth
Edition, ISBN: 0-13-186389-4, 
Pearson & Prentice-Hall, Upper
Saddle, River, New Jersey, 07458, 
2006.
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Bibliografia Adicional Deste Assunto
� Dias, Francisco José de Oliveira; Introdução 
aos Circuitos de Chaveamento; Apostila, 
PEL/EPUSP, 1.980;
� Fregni, Edson; Ranzini, Edith; Teoria da 
Comutação: Introdução aos Circuitos 
Digitais (Partes 1 e 2); Apostila 
PCS/EPUSP, Outubro de 1.999;
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Bibliografia Adicional Deste Assunto
� Hill, Frederic and Peterson, Gerald; 
Introduction to Switching Theory and Logical 
Design; Ed. John Wiley and Sons, 1.974;
� Ranzini, Edith; Circuitos de Chaveamento
(notas de aula); Apostila, EPUSP, 1.983.