на 2025/01/7 6,295

Основы диаграмм ASM объяснены

Диаграмма ASM - это блок -схема, которая показывает, как работает цифровая система, сосредотачиваясь на потоке информации в регистрах.Он подчеркивает такие операции, как сброс, подсчет и смещение, показывая, как система меняет состояния с течением времени.В отличие от стандартных блок -схем, диаграммы ASM включают время событий, что делает их отличными для понимания точных последовательностей в цифровых системах.

Каталог

Обзор диаграмм ASM в цифровых системах

Диаграмма ASM - это блок -схема, используемая для объяснения этапов работы цифровой системы.Он выглядит очень похоже на традиционную компьютерную блок -схему, но она сосредоточена на том, чтобы показать, как информация движется и обрабатывается в регистрах.Он также включает в себя такие функции, как сброс, предварительный настроение, подсчет и переключение.Подобно тому, как программисты создают блок -схемы, чтобы наметить свои алгоритмы перед кодированием, дизайнеры создают диаграммы ASM на уровне передачи регистра (RTL) при разработке цифровых систем.

Диаграммы ASM охватывают как части управления, так и части обработки данных цифровой системы.При рисовании одного вам нужно только сосредоточиться на том, как сигналы RTL передаются и обрабатываются.Вам не нужно беспокоиться о подробной работе базового оборудования.Сначала можно включить дополнительные состояния в диаграмму;Такие инструменты, как программное обеспечение EDA, могут помочь оптимизировать их позже.Кроме того, сигналы могут рассматриваться равномерно как сигналы регистрации без различия между комбинированными и временными сигналами.

В то время как диаграмма ASM напоминает регулярную блок -схему программного обеспечения, есть ключевая разница: диаграмма ASM представляет события в точной последовательности времени.Регулярная программная блок -схема только перечисляет последовательность событий, без указания интервалов времени.Эта характеристика, основанная на времени,-это то, что выделяет диаграммы ASM.

Ключевые компоненты диаграммы ASM

Диаграмма ASM состоит из нескольких ключевых элементов, каждая из которых служит уникальной целью представления работы цифровой системы.Эти элементы включают в себя окно состояния, поле суждения, полевое полевое поле и пути ввода/вывода.Давайте подробно рассмотрим каждый из этих компонентов.

Статус

• Представление государства

Поле состояния, представленная прямоугольником, означает определенное состояние в последовательности управления системой.Внутри коробки вы найдете подробную информацию о операциях, выполненных в этом состоянии, и любых выпускаемых сигналов.Имя штата отображается в верхнем левом углу коробки, в то время как его двоичный код отображается в правом верхнем углу.

Например, если состояние называется S1 с бинарным кодом 010, эта информация помещается в соответствующие углы коробки.Операции и выходы регистра затем перечислены в основной области коробки.

• Распределение времени

Каждое окно статуса соответствует одному тактовому циклу.Когда система входит в состояние, ящик состояния отражает операции, выполненные во время этого цикла.После того, как часы снова запускаются, система переходит к следующему состоянию.Это подчеркивает последовательный временной характер диаграмм ASM.

• Команды управления

Команды управления для контроллера включены в поле состояния.Эти команды предназначены для завершения во время одного и того же тактового цикла или до его завершения.Вы также можете определить другие выходные сигналы по мере необходимости во время этого состояния.

Ящик для суждения

• Обработка филиалов

Коробка суждения, формированная как бриллиант или прямоугольник с бриллиантом, представляет точки решения в последовательности управления.Эта коробка используется, когда следующее состояние системы зависит от внешнего ввода наряду с текущим состоянием.

• Поток принятия решений

Коробка имеет один путь ввода и несколько путей выхода.Внутри коробки вы увидите написанное условие, которое определяет, какой путь будет следовать системе.Если условие верно, один путь выбран;Если неверно, поступается другой путь.Это позволяет системе эффективно обрабатывать логику ветвления.

• Без использования времени

В отличие от поля статуса, ящик для суждений не потребляет время в последовательности.Это просто точка решения, где система определяет свой следующий курс действий.

Условное явление вывода

• Условные выходы

Иногда выходы в определенном состоянии зависят от определенных условий.Условное явление вывода, в форме эллипса, представляет такие выходы.Этот поле подключается к выводу поля суждения и указывает операции или выходы, которые происходят, когда условие выполняется.

• Пример использования

Например, если система находится в состоянии S1, а условие x = 1 верно, регистр R может быть очищен.Если условие является ложным, R остается неизменным.Независимо от результата, система переходит к следующему состоянию, таким как S2, после завершения зависимой от условия работы.

Практический пример диаграммы ASM

Конструкция диаграммы ASM может быть проиллюстрирована с помощью примера контроллера светофора.Эта система управляет красными, желтыми и зелеными огнями для двух каналов, A и B. Для канала A красный свет длится 45 секунд, желтый свет длится 5 секунд, а зеленый свет длится 40 секунд.Сигналы для этих огней представлены как RA (красный), YA (желтый) и GA (зеленый) для канала A и RB (красный), YB (желтый) и GB (зеленый) для канала B. Соответствующий дисплейЧисла для этих каналов контролируются с использованием регистральных сигналов LEDA и LEDB.

Диаграмма ASM для этого контроллера включает в себя восемь ящиков для статуса, помеченные S0 до S7.Эти коробки обычно используют естественную бинарную кодировку, но также могут использовать однопольную кодировку.

Штаты S0, S2, S4 и S6 отвечают за установление начальных значений для светофоров на основе требований времени.Например, S0 предусматривает красный свет для канала A и зеленый свет для канала B, в то время как S2 переключается на красный свет для канала A и желтого света для канала B. S4 представляет зеленый свет для канала A и красный свет дляКанал B и S6 управляет желтым светом для канала, в то время как поддержание красного света для канала B.

Остальные состояния обрабатывают операции обратного отсчета, чтобы соответствовать требованиям времени для света.Например, предустановленное число 33 в S0, преобразованное в двоичный файл, диктует время для этой конкретной конфигурации света.Каждое состояние плавно переходит к следующему, обеспечивая точное управление последовательности и продолжительностью светофора.Этот подход гарантирует, что все изменения света происходят в правильном порядке и в нужных промежутках времени.