Signaalinkäsittelytekniikan laboratorio
Digitaalitekniikan perusteet

Luennot
Sivukartta
Sanasto
Laskuharjoitukset

ASM -esim 1: yksinkertainen tilaketju

Toiminnan määrittely

Suunnitellaan valomainos, jossa teksti vilkkuu oheisen kaavion mukaan. Valopaneeli on ensiksi tyhjä, sitten paneeliin ilmestyy yksi kerrallaan sanat HERKUTTELE, JASKAN ja KUPPILASSA. Tämän jälkeen näyttö tyhjenee jälleen. Jokainen erilainen valonäyttö on yksi tila. Sanat ovat laitteen antosignaaleja. Kellojakso on 2 sekuntia:

Lohkokaavio

Lohkokaavio määrittelee piirin toiminnalliset osat. Laatiminen ei ole välttämätöntä, mutta voi selkeyttää suunnittelua isompien piirien ollessa kyseessä. Tässä esimerkissä rakennetaan neljätilainen sekvenssipiiri. Tilat toistuvat peräkkäin aina samanlaisina ja samassa järjestyksessä (piiri on siis teoreettisesti laskuri, joka laskee 0 --> 3), joten ottosignaaleja ei kellon lisäksi ole:

ASM -kaavio

Jokaiselle tilalle täytyy määritellä tilalohko, nimi ja tilakoodi.
Tilakoodit voidaan valita halutusti, kunhan se on jokaiselle tilalle yksilöllinen. Yleensä pyritään nimeämään tilat jossakin loogisessa järjestyksessä. (Esim. 4 tilaa: 00, 01, 10, 11). Tilakoodin koko pyritään pidetään mahdollisimman pienenä, koska mitä suurempi tilakoodi on, sitä enemmän tarvitaan kiikkuja. Käytännössä bittien määrä juontuu 2-kantajärjestelmän mukaisesti. Mikäli piirissä on s tilaa, tarvitaan bittejä k = log2s kokonaisluvuksi pyöristettynä. Ylimääräisiä bittikombinaatioita kutsutaan käyttämättömiksi tiloiksi. Tilakoodien valinta vaikuttaa siis piirin monimutkaisuuteen. Suoraan ei kuitenkaan voida päätellä, mikä koodivalinta olisi optimaalisin.

Tilat voidaan nimetä mielivaltaisella tavalla. Järkevää on kuitenkin nimetä ne nimillä, jotka jotenkin kuvaavat ko. tilaa. Esimerkissämme tilat on nimetty: EI (näytöllä ei ole mitään, tilakoodi=00), H (näytöllä lukee HERKUTTELE, tilakoodi=01), HJ (näytöllä lukee HERKUTTELE JASKAN, tilakoodi=10), sekä HJK (näytöllä lukee HERKUTTELE JASKAN KUPPILASSA, tilakoodi=11)

Jos kaivataan täsmällisempää lohkokaaviota, voidaan se tehdä esim. ASM-kaavion perusteella:
D-kiikkujen määrä (2 kpl) saadaan suoraan tilakoodin suuruudesta (4 tilaa = 2 numeroa). Se, että kiikut ovat juuri D-kiikkuja on vedetty hatusta ja kiikkujen tyyppi otetaan huomioon kunnolla vasta kombinaatiopiiriä suunnitellessa.

Tässä kuvassa Q0 ja Q1 (sekä niiden komplementit) ovat nykytilan signaaleja ja D0 sekä D1 ovat uuden tilan signaaleja. Kombinaatiopiiri on esitetty vasta lohkokaaviotasolla.

Seuraavalla sivulla käydään läpi kombinaatiopiirin muodostaminen.

Lisätietoja:


Tämän sivun sisällöstä vastaa aura@wooster.hut.fi
URL: http://signal.hut.fi/digis/luento9/asmesim.html
Sivua on viimeksi päivitetty 15.08.2003.