Structure des machines détat (State Machine)
Sortie = G(état présent). Dans les deux types de machine (Mealy et Moore) F et G sont des circuits combinatoires. Entrées. Logique du prochain état.
Machines à états finie Machine de Mealy.
Nombre d'états plus réduit que pour une machine de Moore. • Il est possible de resynchroniser la sortie au besoin en ajoutant des bascules D. Combinatoire des
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– les l e ts à oi e ui o se ve t l' tat présent de la machine;. – un circuit combinatoire qui calcule le prochain état; et. – un circuit combinatoire qui
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Machines à états finie
Machine de Mealy.• Mémorisation synchrone des états (càd sur un front d"horloge).• La sortie dépend directement de l"entrée et ceci indépendamment de l"horloge (clk).
?Sortie asynchrone. • Nombre d"états plus réduit que pour une machine de Moore. • Il est possible de resynchroniser la sortie au besoin en ajoutant des bascules D.Combinatoire
des étatsEntrées
Mémorisation
état (registre)
clkEtat futurEtat présent
Combinatoire
de la sortieSorties
• L"état futur est calculé à partir des entrées et de l"état présent. • Les sorties d"une machine de Mealy dépendent de l"état présent et des entrées. 2Machine de Mealy
Exemple
: Machine de Mealy reconnaissant la séquence 10E = '1"
/ S <= '0"Condition de
validation de la transitionAffectation de la valeur '0" à la sortieEtat 0
Etat 1
resetE = '1"
/ S <= '0"E = '0"
/ S <= '1"E = '0"
/ S <= '0"E = '1"
/ S <= '0" clkEEtat 0 Etat 1 Etat 0
SEtat présent
3Machines à états finie
Machine de Moore.
Combinatoire
des étatsEntrées
Mémorisation
état (registre)
clkEtat futurEtat présent
Combinatoire
de la sortieSorties
• Les sorties d"une machine de Moore dépendent de l"état présent (synchrones, elles changent sur un front d"horloge). • L"état futur est calculé à partir des entrées et de l"état présent. 4Machine de Moore
Exemple
: Machine de Moore reconnaissant la séquence 10 resetEtat 1S <= '0"
E = '0"
Etat 0S <= '0"
Etat 2S <= '1"
E = '1"E = '1"
E = '1"
E = '0"
E = '0"
clkEEtat 0 Etat 1
SEtat présent Etat 2
Etat 0
5Ecriture VHDL - Machine de Mealy
Etat 0Etat 0
Etat 1Etat 1
resetE = '1"
/ S <= '0"E = '0"
/ S <= '1"E = '0"
/ S <= '0"E = '1"
/ S <= '0"Combinatoire
des étatsEntrées
Mémorisation
état (registre)
clkEtat futurEtat présent
Combinatoire
de la sortieSorties
Combinatoire
des étatsEntrées
Mémorisation
état (registre)
clkEtat futurEtat présent
Combinatoire
de la sortieSorties
Description avec 3 process
• Un process séquentiel de mise à jour de l"état présent par l"état futur sur les fronts montant d"horloge (reset asynchrone inclus) : 6Ecriture VHDL - Machine de Mealy
Etat 0Etat 0
Etat 1Etat 1
resetE = '1"
/ S <= '0"E = '0"
/ S <= '1"E = '0"
/ S <= '0"E = '1"
/ S <= '0"Combinatoire
des étatsEntrées
Mémorisation
état (registre)
clkEtat futurEtat présent
Combinatoire
de la sortieSorties
Combinatoire
des étatsEntrées
Mémorisation
état (registre)
clkEtat futurEtat présent
Combinatoire
de la sortieSorties
Description avec 3 process
• Un process combinatoire de calcul de l"état futur à partir des entrées et de l"état présent : 7Ecriture VHDL - Machine de Mealy
Etat 0Etat 0
Etat 1Etat 1
resetE = '1"
/ S <= '0"E = '0"
/ S <= '1"E = '0"
/ S <= '0"E = '1"
/ S <= '0"Combinatoire
des étatsEntrées
Mémorisation
état (registre)
clkEtat futurEtat présent
Combinatoire
de la sortieSorties
Combinatoire
des étatsEntrées
Mémorisation
état (registre)
clkEtat futurEtat présent
Combinatoire
de la sortieSorties
Description avec 3 process
• Un process combinatoire de calcul des sorties à partir des entrées et de l"état présent : 8Ecriture VHDL - Machine de Mealy
Description avec 2 process
• Les 2 process combinatoires possèdent la même liste de sensibilité, ils peuvent donc être regroupés en un seul process afin d"abréger l"écriture. ?2 process = 1 process séquentiel + 1 process combinatoireDescription avec 1 process
• Description la plus compacte en utilisant une variable pour l"état (en lieu et place des 2 signaux). •A pour effet de resynchroniser la sortie de façon implicite. • Cependant perte de lisibilité lors de l"écriture. Alors que cette description n"apporte rien en terme de résultat de synthèse par rapport à une description 2 process. ?À éviter (pt de vue personnel cependant ...). 9Ecriture VHDL - Machine de Moore
Description avec 3 process
Combinatoire
des étatsEntrées
Mémorisation
état (registre)
clkEtat futurEtat présent
Combinatoire
de la sortieSorties
Combinatoire
des étatsEntrées
Mémorisation
état (registre)
clkEtat futurEtat présent
Combinatoire
de la sortieSorties
resetEtat 1S <= '0"
E = '0"
Etat 0S <= '0"
Etat 2S <= '1"
E = '1"E = '1"
E = '1"
E = '0"
E = '0"
resetEtat 1S <= '0"Etat 1S <= '0"
E = '0"
Etat 0S <= '0"Etat 0S <= '0"
Etat 2S <= '1"Etat 2S <= '1"
E = '1"E = '1"
E = '1"
E = '0"
E = '0"
• Un process séquentiel de mise à jour de l"état présent par l"état futur sur les fronts montant d"horloge (reset asynchrone inclus) : 10Ecriture VHDL - Machine de Moore
Description avec 3 process
Combinatoire
des étatsEntrées
Mémorisation
état (registre)
clkEtat futurEtat présent
Combinatoire
de la sortieSorties
Combinatoire
des étatsEntrées
Mémorisation
état (registre)
clkEtat futurEtat présent
Combinatoire
de la sortieSorties
resetEtat 1S <= '0"
E = '0"
Etat 0S <= '0"
Etat 2S <= '1"
E = '1"E = '1"
E = '1"
E = '0"
E = '0"
resetEtat 1S <= '0"Etat 1S <= '0"
E = '0"
Etat 0S <= '0"Etat 0S <= '0"
Etat 2S <= '1"Etat 2S <= '1"
E = '1"E = '1"
E = '1"
E = '0"
E = '0"
• Un process combinatoire de calcul de l"état futur à partir des entrées et de l"état présent : 11Ecriture VHDL - Machine de Moore
Description avec 3 process
Combinatoire
des étatsEntrées
Mémorisation
état (registre)
clkEtat futurEtat présent
Combinatoire
de la sortieSorties
Combinatoire
des étatsEntrées
Mémorisation
état (registre)
clkEtat futurEtat présent
Combinatoire
de la sortieSorties
resetEtat 1S <= '0"
E = '0"
Etat 0S <= '0"
Etat 2S <= '1"
E = '1"E = '1"
E = '1"
E = '0"
E = '0"
resetEtat 1S <= '0"Etat 1S <= '0"
E = '0"
Etat 0S <= '0"Etat 0S <= '0"
Etat 2S <= '1"Etat 2S <= '1"
E = '1"E = '1"
E = '1"
E = '0"
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