De finite state-maskiner (FSM) är viktiga för att förstå beslutslogiken samt kontrollera de digitala systemen. I FSM är utgångarna, såväl som nästa tillstånd, ett nuvarande tillstånd och inmatningsfunktionen. Detta innebär att valet av nästa tillstånd huvudsakligen beror på ingångsvärdet och styrkan leder till mer sammansatt systemprestanda. Som i sekventiell logik kräver vi tidigare inmatningshistorik för att bestämma utdata. Därför är FSM mycket samarbetsvilligt när det gäller att förstå sekventiella logiska roller. I grund och botten finns det två metoder för att ordna en sekventiell logisk design nämligen mjölmaskin samt mer maskin. Denna artikel diskuterar teorin och implementeringen av en finite state machine eller FSM, typer, finite state machine-exempel , fördelar och nackdelar.
Vad är en FSM (Finite State Machine)?
De definition av en finite state machine är är termen finite state machine (FSM) också känd som ändligt tillstånd automatisering . FSM är en beräkningsmodell som kan köras med hjälp av hårdvara annars programvara. Detta används för att skapa sekventiell logik liksom för några få datorprogram. FSM används för att lösa problemen inom områden som matematik, spel, lingvistik och artificiell intelligens. I ett system där specifika ingångar kan orsaka specifika ändringar i tillstånd som kan signifieras med hjälp av FSM.
Finite State Machine
Detta slutligt maskindiagram förklarar de olika förhållandena för en vändkors. Varje gång du placerar ett mynt i en vändkors kommer det att lossas och efter det att vändkroppen har tryckt, förstärks den. Att placera ett mynt i en obultad vändkors, annars trycker det mot en bultad vändkors ändrar inte dess tillstånd.
Typer av Finite State Machine
De finita tillståndsmaskinerna klassificeras i två typer som Mealy state-maskin och Moore State-maskin .
Mealy State Machine
När utgångarna beror på de aktuella ingångarna såväl som tillstånden, kan FSM namnges för att vara en mjölstillståndsmaskin. Följande diagram är Meally-maskinblockschema . Mealy state-maskinblockschemat består av två delar, nämligen kombinationslogik samt minne. Minnet i maskinen kan användas för att tillhandahålla några av de tidigare utgångarna som kombinationslogiska ingångar.
Mealy State Machine Block Diagram
Baserat på såväl nuvarande som ingångar kan denna maskin producera utgångar. Sålunda kan utgångarna endast vara lämpliga vid positivt annars negativt för CLK-signalen. Meally-maskinens tillståndsdiagram visas nedan.
Statligt diagram över Mealy State Machine
Tillståndsdiagrammet för mjölstillståndsmaskiner inkluderar huvudsakligen tre tillstånd, nämligen A, B och C. Dessa tre tillstånd är märkta inom cirklarna såväl som varje cirkel kommunicerar med ett tillstånd. Omvandlingar mellan dessa tre stater betecknas med riktade linjer. I ovanstående diagram anges ingångarna och utgångarna med 0/0, 1/0 och 1/1. Baserat på inmatningsvärdet finns det två omvandlingar från varje tillstånd.
Generellt är mängden erforderliga tillstånd i mjölmaskinen under eller motsvarande antalet erforderliga tillstånd i Moore-tillståndsmaskinen. Det finns en lika stor Moore state-maskin för varje Mealy state-maskin. Som ett resultat, baserat på nödvändigheten kan vi anställa en av dem.
Moore State Machine
När utgångarna beror på nuvarande tillstånd kan FSM namnges som Moore State-maskin . De Moore-maskinens blockdiagram visas nedan. Moore-tillståndets maskinblockschema består av två delar, nämligen kombinationslogik såväl som minne.
Moore State Machine Block Diagram
I det här fallet kommer de nuvarande ingångarna, liksom nuvarande tillstånd, att avgöra nästa tillstånd. Beroende på ytterligare tillstånd genererar denna maskin således utgångarna. Så, utgångarna av detta kommer att tillämpas helt enkelt efter konvertering av staten.
De Moore state maskindiagram visas nedan. I ovanstående tillstånd inkluderar diagrammet fyra tillstånd som en mjölstillståndsmaskin, nämligen A, B, C och D. de fyra tillstånden såväl som enskilda utgångar placeras i cirklarna.
Statligt diagram över Moore State Machine
I figuren ovan finns fyra tillstånd, nämligen A, B, C & D. Dessa tillstånd och respektive utgångar är märkta inuti cirklarna. Här markeras helt enkelt ingångsvärdet vid varje konvertering. I figuren ovan innehåller två omvandlingar från varje tillstånd beroende på ingångsvärdet.
Generellt är mängden erforderliga tillstånd i denna maskin större än vad som annars motsvarar det erforderliga antalet tillstånd i den mjuka tillståndsmaskinen
Generellt sett är antalet nödvändiga tillstånd i den här maskinen mer än vad som annars motsvarar de nödvändiga tillstånden i MSM (Mealy state machine) . För varje Moore-tillståndsmaskin finns en motsvarande Mealy-maskin. Följaktligen, beroende på nödvändigheten, kan vi använda en av dem.
Det finns en lika mjölstillståndsmaskin för varje Moore-tillståndsmaskin. Som ett resultat, baserat på nödvändigheten kan vi anställa en av dem.
Finite State Machine Applications
De ändliga maskinapplikationer omfattar huvudsakligen följande.
FSM används i spel som de är mest kända för att användas i artificiell intelligens , och emellertid är de också vanliga vid körningar av navigering av parsningstext, ingångshantering av kunden samt nätverksprotokoll.
Dessa är begränsade i beräkningskraft, de har den goda kvaliteten att de är relativt enkla att känna igen. Så de används ofta av mjukvaruutvecklare såväl som systemdesigners för att sammanfatta prestanda för ett svårt system.
Finite state-maskinerna är tillämpliga i varuautomater, videospel, trafikljus, styrenheter i CPU, text parsing, analys av protokoll, erkännande av tal , språkbehandling etc.
Fördelar med Finite State Machine
De fördelarna med Finite State Machine inkluderar följande.
- Finite state-maskiner är flexibla
- Lätt att flytta från ett betydande abstrakt till en kodutförande
- Låg processorkostnad
- Enkel bestämning av statens nåbarhet
Nackdelar med Finite State Machine
De nackdelarna med den ändliga tillståndsmaskinen inkluderar följande
- Den förväntade karaktären hos deterministiska slutliga tillståndsmaskiner kan inte behövas i vissa områden som dataspel
- Implementeringen av stora system med FSM är svår att hantera utan någon aning om design.
- Gäller inte för alla domäner
- Beställningarna av statliga omvandlingar är oflexibla.
Således handlar det här om finite state-maskiner . Från ovanstående information kan vi slutligen dra slutsatsen att synkrona sekventiella kretsar påverkar deras tillstånd för varje positiv annars negativ konvertering av CLK-signalen beroende på ingången. Så detta beteende kan betecknas i form av grafik som är känt som ett tillståndsdiagram. Ett annat namn på en synkron sekventiell krets är FSM (finite state machine). Här är en fråga till dig, vad är det egenskaper hos FSM ?
