De finite state machines (FSM) er viktige for å forstå beslutningslogikken, samt kontrollere de digitale systemene. I FSM er utgangene, så vel som neste tilstand, en nåværende tilstand og inngangsfunksjonen. Dette betyr at valget av neste tilstand hovedsakelig avhenger av inngangsverdien og styrken som fører til mer sammensatt systemytelse. Som i sekvensiell logikk, krever vi historikken for tidligere innganger for å bestemme utdataene. Derfor viser FSM seg veldig samarbeidsvillig når det gjelder å forstå sekvensielle logiske roller. I utgangspunktet er det to metoder for å arrangere en sekvensiell logikkdesign nemlig melaktig maskin samt mer maskin. Denne artikkelen diskuterer teorien og implementeringen av en endelig tilstandsmaskin eller FSM, typer, endelige maskineksempler , fordeler og ulemper.
Hva er en FSM (Finite State Machine)?
De definisjon av en endelig statsmaskin er er begrepet finite state machine (FSM) også kjent som endelig tilstand automasjon . FSM er en beregningsmodell som kan utføres ved hjelp av maskinvare ellers programvare. Dette brukes til å lage sekvensiell logikk, samt noen få dataprogrammer. FSM brukes til å løse problemene innen felt som matematikk, spill, lingvistikk og kunstig intelligens. I et system der spesifikke innganger kan forårsake spesifikke endringer i tilstanden som kan betegnes ved hjelp av FSM.
Finite State Machine
Dette endelig maskindiagram forklarer de forskjellige forholdene til en dreiebånd. Hver gang du plasserer en mynt i en dreiebøyle, løsner den den, og etter at du har trykket på dreiebøylen, øker den. Å plassere en mynt i et uskruet dreiebånd, ellers vil det ikke endre tilstanden hvis du presser mot et boltet dreiemønster.
Typer Finite State Machine
Finite state maskiner er klassifisert i to typer som Mealy state-maskin og Moore statsmaskin .
Mealy State Machine
Når utgangene er avhengige av gjeldende innganger så vel som tilstander, kan FSM utpekes til å være en mager tilstandsmaskin. Følgende diagram er Mealy state maskinblokkdiagram . Meal-state maskinblokkdiagrammet består av to deler, nemlig kombinasjonslogikk så vel som minne. Maskinen i maskinen kan brukes til å gi noen av de tidligere utgangene som kombinasjonslogiske innganger.
Mealy State Machine Block Diagram
Basert på gjeldende innganger så vel som tilstander, kan denne maskinen produsere utganger. Dermed kan utgangene bare være egnet ved positivt ellers negativt av CLK-signalet. Meal state-maskinens tilstandsdiagram er vist nedenfor.
Statlig diagram over Mealy State Machine
Tilstandsdiagrammet for mealy state machine inkluderer hovedsakelig tre tilstander, nemlig A, B og C. Disse tre tilstandene er merket i sirklene, så vel som hver sirkel kommuniserer med en tilstand. Konvertering mellom disse tre statene er merket av rettet linje. I diagrammet ovenfor er inngangene og utgangene betegnet med 0/0, 1/0 og 1/1. Basert på inngangsverdien, er det to konverteringer fra hver stat.
Vanligvis er mengden påkrevde tilstander i melemaskinen under eller tilsvarer antall nødvendige tilstander i Moore-maskin. Det er en lik Moore-statsmaskin for hver Mealy-statsmaskin. Som et resultat, basert på nødvendigheten, kan vi ansette en av dem.
Moore State Machine
Når utgangene avhenger av nåværende tilstander, kan FSM navngis som Moore statsmaskin . De Moore statsmaskinens blokkdiagram er vist nedenfor. Moore state maskinblokkdiagrammet består av to deler, nemlig kombinasjonslogikk så vel som minne.
Moore State maskinblokkdiagram
I dette tilfellet vil gjeldende innganger, så vel som nåværende tilstander, avgjøre de neste tilstandene. Avhengig av ytterligere tilstander vil denne maskinen altså generere utgangene. Så resultatene av dette vil være gjeldende bare etter konvertering av staten.
De Moore state maskin tilstandsdiagram er vist nedenfor. I den ovennevnte tilstanden inkluderer diagrammet fire tilstander som en mealy state machine nemlig A, B, C og D. de fire tilstandene så vel som individuelle utganger er plassert i sirklene.
Statlig diagram over Moore State Machine
I figuren ovenfor er det fire tilstander, nemlig A, B, C & D. Disse tilstandene og de respektive utgangene er merket inne i sirklene. Her er bare inngangsverdien markert på hver konvertering. I figuren ovenfor inkluderer to konverteringer fra hver stat, avhengig av inngangsverdien.
Vanligvis er mengden påkrevde tilstander i denne maskinen større enn ellers tilsvarende det nødvendige antall tilstander i den malte tilstandsmaskinen
Generelt sett tilsvarer antall påkrevde tilstander i denne maskinen mer enn ellers de nødvendige tilstandene i MSM (Mealy state machine) . For hver Moore state-maskin er det en tilsvarende Mealy state-maskin. Avhengig av nødvendigheten kan vi derfor bruke en av dem.
Det er en like mealy state machine for hver Moore state machine. Som et resultat, basert på nødvendigheten, kan vi ansette en av dem.
Finite State Machine Applications
De endelige maskinapplikasjoner inkluderer hovedsakelig følgende.
FSM-er brukes i spill de er mest anerkjent for å bli brukt i kunstig intelligens , og imidlertid er de også hyppige i henrettelser for navigering av parsingstekst, inngangshåndtering av kunden, så vel som nettverksprotokoller.
Disse er begrenset i beregningskraft, de har den gode kvaliteten å være relativt enkle å gjenkjenne. Så de brukes ofte av programvareutviklere så vel som systemdesignere for å oppsummere ytelsen til et vanskelig system.
Finite state-maskinene kan brukes i salgsautomater, videospill, trafikklys, kontrollere i CPU, tekst parsing, analyse av protokoll, anerkjennelse av tale , språkbehandling etc.
Fordeler med Finite State Machine
De fordelene med Finite State Machine Inkluder følgende.
- Endite state maskiner er fleksible
- Enkel å flytte fra et betydelig abstrakt til en kodeutførelse
- Lav prosessor overhead
- Enkel bestemmelse av en stats nåbarhet
Ulemper med Finite State Machine
De ulemper med den endelige statsmaskinen Inkluder følgende
- Den forventede karakteren til deterministiske endelige statsmaskiner kan ikke være nødvendig i noen områder som dataspill
- Implementeringen av store systemer som bruker FSM er vanskelig å administrere uten noen idé om design.
- Gjelder ikke for alle domener
- Bestillingene av statlige konverteringer er ufleksible.
Dermed handler dette om endelige statsmaskiner . Fra informasjonen ovenfor kan vi til slutt konkludere med at synkrone sekvensielle kretser påvirker deres tilstander for hver positiv ellers negativ konvertering av CLK-signalet, avhengig av inngangen. Så denne oppførselen kan betegnes i form av grafisk som er kjent som et tilstandsdiagram. Et annet navn på en synkron sekvensiell krets er FSM (finite state machine). Her er et spørsmål til deg, hva er det egenskaper av FSM ?
