Finite State Machine: Mealy State Machine en Moore State Machine

Probeer Ons Instrument Voor Het Oplossen Van Problemen





De eindige-toestandsmachines (FSM's) zijn belangrijk voor het begrijpen van de besluitvormingslogica en voor het besturen van de digitale systemen. In de FSM zijn de uitgangen, evenals de volgende toestand, een huidige toestand en de ingangsfunctie. Dit betekent dat de selectie van de volgende toestand voornamelijk afhangt van de invoerwaarde en de sterkte leidt tot meer samengestelde systeemprestaties. Net als bij sequentiële logica, hebben we de geschiedenis van eerdere invoer nodig om de uitvoer te beslissen. Daarom bewijst FSM zeer coöperatief in het begrijpen van sequentiële logische rollen. In principe zijn er twee methoden om een sequentieel logisch ontwerp namelijk melig machine evenals meer machine. Dit artikel bespreekt de theorie en implementatie van een eindige toestandsmachine of FSM, typen, voorbeelden van eindige toestandsmachines , voor-en nadelen.

Wat is een FSM (Finite State Machine)?

De definitie van een eindige toestandsmachine is , de term eindige toestandsmachine (FSM) is ook bekend als eindige staat automatisering ​FSM is een rekenmodel dat kan worden uitgevoerd met behulp van hardware, anders software. Dit wordt gebruikt voor het maken van sequentiële logica en voor enkele computerprogramma's. FSM's worden gebruikt om de problemen op te lossen op gebieden als wiskunde, games, taalkunde en kunstmatige intelligentie. In een systeem waar specifieke inputs specifieke toestandsveranderingen kunnen veroorzaken die kunnen worden aangegeven met behulp van FSM's.




Eindigetoestandsautomaat

Eindigetoestandsautomaat

Dit eindige toestandsmachinediagram legt de verschillende voorwaarden van een tourniquet uit. Telkens wanneer u een munt in een tourniquet plaatst, wordt deze ontgrendeld en nadat de tourniquet is ingedrukt, wint het. Het plaatsen van een munt in een niet-vastgeschroefd tourniquet, anders zal het drukken tegen een met boutverbindingen verbonden tourniquet de toestand niet veranderen.



Soorten eindige-toestandsmachines

De eindige-toestandsmachines worden in twee typen ingedeeld, zoals Meelachtige toestand machine en Moore staatsmachine

Meelachtige State Machine

Als de uitgangen afhankelijk zijn van de huidige ingangen en toestanden, dan kan de FSM worden genoemd als een machine met melige toestand. Het volgende diagram is het bloktoestand machine blokschema ​Het blokschema van de melktoestandmachine bestaat namelijk uit twee delen combinationele logica evenals geheugen. Het geheugen in de machine kan worden gebruikt om enkele van de vorige uitgangen te leveren als combinatorische logische ingangen.

Blokschema van de machine van de meelstaat

Blokschema van de machine van de meelstaat

Op basis van de huidige inputs en toestanden kan deze machine outputs produceren. De uitgangen kunnen dus alleen geschikt zijn bij positief anders negatief van het CLK-signaal. Het toestandsdiagram van de meligstaatmachine wordt hieronder weergegeven.


Staatsschema van de machine van de meelstaat

Staatsschema van de machine van de meelstaat

Het toestandsdiagram van de machine van de melktoestand omvat hoofdzakelijk drie toestanden, namelijk A, B en C. Deze drie toestanden zijn gemarkeerd in de cirkels en elke cirkel communiceert met één toestand. Omzettingen tussen deze drie staten worden aangegeven door gerichte lijnen. In het bovenstaande diagram worden de ingangen en uitgangen aangegeven met 0/0, 1/0 en 1/1. Op basis van de invoerwaarde zijn er twee conversies van elke staat.

Over het algemeen is het aantal vereiste toestanden in de melige machine lager dan of gelijk aan het aantal vereiste toestanden in de Moore-machine. Er is een gelijke Moore-toestandsmachine voor elke Mealy-toestandsmachine. Hierdoor kunnen we op basis van de noodzaak een van hen inzetten.

Moore State Machine

Als de uitgangen afhankelijk zijn van de huidige status, kan de FSM worden genoemd als Moore staatsmachine ​De Het blokschema van de Moore State Machine wordt hieronder weergegeven. Het blokschema van de Moore-machine bestaat uit twee delen, namelijk combinatielogica en geheugen.

Blokschema van Moore State Machine

Blokschema van Moore State Machine

In dit geval zullen de huidige ingangen en de huidige toestanden de volgende toestanden bepalen. Dus, afhankelijk van andere toestanden, zal deze machine de uitgangen genereren. De resultaten hiervan zullen dus eenvoudig van toepassing zijn na de omzetting van de staat.

De Moore staat machine staat diagram wordt hieronder weergegeven. In de bovenstaande toestand bevat het diagram vier toestanden, zoals een machine met melige toestand, namelijk A, B, C en D. De vier toestanden en individuele uitgangen worden in de cirkels geplaatst.

Staatsschema van Moore State Machine

Staatsschema van Moore State Machine

In de bovenstaande afbeelding zijn er vier toestanden, namelijk A, B, C & D. Deze toestanden en de respectievelijke uitgangen zijn gelabeld binnen de cirkels. Hier wordt eenvoudig de invoerwaarde bij elke conversie aangegeven. In de bovenstaande afbeelding zijn twee conversies van elke staat opgenomen, afhankelijk van de invoerwaarde.

Over het algemeen is het aantal vereiste toestanden in deze machine groter dan anders gelijk is aan het vereiste aantal toestanden in de machine met melige toestand

Over het algemeen is het aantal vereiste toestanden in deze machine meer dan anders gelijk aan de vereiste toestanden in MSM (machine met meelachtige toestand) ​Voor elke Moore-toestandsmachine is er een bijbehorende Mealy-toestandsmachine. Daarom kunnen we, afhankelijk van de noodzaak, een van hen gebruiken.

Er is een gelijke melige toestandsmachine voor elke Moore-toestandsmachine. Hierdoor kunnen we op basis van de noodzaak een van hen inzetten.

Finite State Machine-toepassingen

De Finite State Machine-toepassingen omvatten voornamelijk de volgende.

FSM's worden gebruikt in games waarin ze het meest worden herkend kunstmatige intelligentie , en ze komen echter ook vaak voor bij uitvoeringen van het navigeren door ontleden van tekst, het afhandelen van invoer door de klant en bij netwerkprotocollen.

Deze zijn beperkt in rekenkracht en hebben de goede eigenschap dat ze relatief eenvoudig te herkennen zijn. Ze worden dus vaak gebruikt door softwareontwikkelaars en systeemontwerpers om de prestaties van een moeilijk systeem samen te vatten.

De eindige toestandsautomaten zijn toepasbaar in automaten, videogames, verkeerslichten, controllers in CPU, tekst parsing, analyse van protocol, herkenning van spraak , taalverwerking, etc.

Voordelen van Finite State Machine

De voordelen van Finite State Machine omvatten de volgende.

  • Eindige-toestandsmachines zijn flexibel
  • Gemakkelijk om te schakelen van een significant abstract naar een code-uitvoering
  • Lage processoroverhead
  • Eenvoudige bepaling van de bereikbaarheid van een staat

Nadelen van Finite State Machine

De nadelen van de eindige-toestandsmachine omvatten de volgende

  • Het verwachte karakter van deterministische eindige-toestandsmachines kan in sommige gebieden, zoals computerspellen, niet nodig zijn
  • De implementatie van enorme systemen met FSM is moeilijk te beheren zonder enig idee van ontwerp.
  • Niet van toepassing op alle domeinen
  • De orden van staatsomzettingen zijn niet flexibel.

Dit gaat dus allemaal over eindige toestandsmachines ​Uit de bovenstaande informatie kunnen we tot slot concluderen dat synchrone sequentiële circuits hun toestand beïnvloeden voor elke positieve anders negatieve conversie van het CLK-signaal, afhankelijk van de invoer. Dit gedrag kan dus worden aangegeven in de vorm van een grafische vorm die bekend staat als een toestandsdiagram. Een andere naam van een synchroon sequentieel circuit is FSM (finite state machine). Hier is een vraag voor u, wat zijn de eigenschappen van FSM