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Dezembro de 2005 Sistemas Digitais 1 Fluxogramas Prof. Carlos Sêrro Alterado para l ó gica positiva por Guilherme Arroz SISTEMAS DIGITAIS.

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1 Dezembro de 2005 Sistemas Digitais 1 Fluxogramas Prof. Carlos Sêrro Alterado para l ó gica positiva por Guilherme Arroz SISTEMAS DIGITAIS

2 Prof. Carlos Sêrro Dezembro de 2005Sistemas Digitais2 Fluxogramas Em vez de diagramas de estado ou de tabelas de estados/saídas, existe uma forma alternativa de representação das máquinas sequenciais, mais compacta, que utiliza fluxogramas Em vez de diagramas de estado ou de tabelas de estados/saídas, existe uma forma alternativa de representação das máquinas sequenciais, mais compacta, que utiliza fluxogramas Os fluxogramas contêm, para cada estado, apenas a informação que lhe é relevante Os fluxogramas contêm, para cada estado, apenas a informação que lhe é relevante Importante quando o número de entradas/saídas é elevado Importante quando o número de entradas/saídas é elevado

3 Prof. Carlos Sêrro Dezembro de 2005Sistemas Digitais3 Fluxogramas Num fluxograma, em cada estado actual apenas se indicam Num fluxograma, em cada estado actual apenas se indicam as saídas activas nesse estado (que dependem ou não dos valores nas entradas – Mealy ou Moore) as saídas activas nesse estado (que dependem ou não dos valores nas entradas – Mealy ou Moore) as transições relevantes para os estados seguintes, para as entradas com significado nesse estado as transições relevantes para os estados seguintes, para as entradas com significado nesse estado em vez de se indicarem todas as transições, como nos diagramas/tabelas de estados em vez de se indicarem todas as transições, como nos diagramas/tabelas de estados

4 Prof. Carlos Sêrro Dezembro de 2005Sistemas Digitais4 Fluxogramas Num fluxograma Num fluxograma cada estado é representado por um rectângulo cada estado é representado por um rectângulo as entradas vêm em losangos (decisões) as entradas vêm em losangos (decisões) as saídas de Moore activas vêm indicadas nos rectângulos (estados) as saídas de Moore activas vêm indicadas nos rectângulos (estados) as saídas de Mealy activas vêm indicadas em símbolos próprios, constituídos por rectângulos com extremidades arredondadas as saídas de Mealy activas vêm indicadas em símbolos próprios, constituídos por rectângulos com extremidades arredondadas

5 Prof. Carlos Sêrro Dezembro de 2005Sistemas Digitais5 Exemplo Vamos considerar a geração do fluxograma de uma máquina que controla os acessos a uma estrada de montanha estreita, que só deixa passar um carro de cada vez Vamos considerar a geração do fluxograma de uma máquina que controla os acessos a uma estrada de montanha estreita, que só deixa passar um carro de cada vez

6 Prof. Carlos Sêrro Dezembro de 2005Sistemas Digitais6 Exemplo Existem Existem duas cancelas nos dois extremos do troço estreito (C1 e C2) seis detectores (ou sensores) nas entradas (D1 a D6) dois semáforos (S1 e S2)

7 Prof. Carlos Sêrro Dezembro de 2005Sistemas Digitais7 Exemplo Admitimos que Admitimos que os detectores (entradas) vêm a 1 quando forem pisados os detectores (entradas) vêm a 1 quando forem pisados as cancelas (saídas) são abertas quando geramos um nível 1 as cancelas (saídas) são abertas quando geramos um nível 1 os semáforos (saídas) ficam a verde quando geramos um nível 1 os semáforos (saídas) ficam a verde quando geramos um nível 1

8 Prof. Carlos Sêrro Dezembro de 2005Sistemas Digitais8 Exemplo As cancelas estão normalmente fechadas, e os semáforos S1 e S2 normalmente em vermelho Normalmente quer dizer quando não há passagem de viaturas

9 Prof. Carlos Sêrro Dezembro de 2005Sistemas Digitais9 Exemplo Quando surge uma viatura, por exemplo do lado esquerdo, pisa o detector D1 Se não houver nenhum carro a deslocar-se no troço estreito, o semáforo S1 passa a verde, a cancela C1 abre, e a viatura entra

10 Prof. Carlos Sêrro Dezembro de 2005Sistemas Digitais10 Exemplo Logo que passa no detector D2, essa barreira é fechada, o semáforo volta a vermelho e a situação fica estável neste estado até a viatura sair da estrada

11 Prof. Carlos Sêrro Dezembro de 2005Sistemas Digitais11 Exemplo Quando a viatura chega ao detector D3, a cancela C2 abre e permanece aberta até a viatura pisar o detector D4 Então, a cancela fecha

12 Prof. Carlos Sêrro Dezembro de 2005Sistemas Digitais12 Exemplo Se entretanto chegar uma viatura a qualquer dos lados, espera que a primeira saia e só então se inicia de novo o processo no mesmo sentido ou no sentido inverso, conforme o sentido de chegada da viatura

13 Prof. Carlos Sêrro Dezembro de 2005Sistemas Digitais13 Exemplo No caso de chegarem duas viaturas ao mesmo tempo, dá-se prioridade ao sentido da esquerda para a direita Esta hipótese simplifica o fluxograma, mas pode ser alterada (prioridades alternadas)

14 Prof. Carlos Sêrro Dezembro de 2005Sistemas Digitais14 Exemplo Um diagrama de estados para esta máquina teria 64 transições a partir de cada estado porque há 6 entradas (os detectores) Por isso, um fluxograma é mais interessante, uma vez que em cada estado se vai ter em conta apenas a ou as entradas relevantes para a evolução a partir desse estado

15 Prof. Carlos Sêrro Dezembro de 2005Sistemas Digitais15 Exemplo Vamos desenhar o fluxograma de uma máquina de Moore Vamos desenhar o fluxograma de uma máquina de Moore Mais tarde desenharemos o fluxograma de uma máquina de Mealy Mais tarde desenharemos o fluxograma de uma máquina de Mealy

16 Prof. Carlos Sêrro Dezembro de 2005Sistemas Digitais16 Exemplo Consideremos um estado inicial, E0, em que a máquina espera que apareça uma viatura Consideremos um estado inicial, E0, em que a máquina espera que apareça uma viatura Neste estado há 3 hipóteses Neste estado há 3 hipóteses Não surge qualquer viatura, e ficamos em E0 Não surge qualquer viatura, e ficamos em E0 surge uma viatura em D1 e inicia-se o processo de atravessamento da esquerda para a direita surge uma viatura em D1 e inicia-se o processo de atravessamento da esquerda para a direita surge uma viatura em D5 e inicia-se o processo oposto surge uma viatura em D5 e inicia-se o processo oposto

17 Prof. Carlos Sêrro Dezembro de 2005Sistemas Digitais17 Exemplo No estado E0 espera- se por um dos detectores, com prioridade para D1 No estado E0 espera- se por um dos detectores, com prioridade para D1 No estado E1 abre-se a cancela C1 e coloca- se o semáforo S1 a verde No estado E1 abre-se a cancela C1 e coloca- se o semáforo S1 a verde No estado E5 faz-se o mesmo para o outro lado No estado E5 faz-se o mesmo para o outro lado Atravessamento da esq. para a dir. Atravessamento da dir. para a esq.

18 Prof. Carlos Sêrro Dezembro de 2005Sistemas Digitais18 Exemplo Notar como no estado E0 as saídas (cancelas e semáforos) estão inactivos Notar como no estado E0 as saídas (cancelas e semáforos) estão inactivos Cancelas em baixo e semáforos a vermelho Cancelas em baixo e semáforos a vermelho Notar o comentário opcional (Espera) em E0 Notar o comentário opcional (Espera) em E0

19 Prof. Carlos Sêrro Dezembro de 2005Sistemas Digitais19 Exemplo Nos estados E1 e E5 a outra cancela está em baixo, e o outro semáforo está vermelho (em ambos os casos, saídas inactivas) Nos estados E1 e E5 a outra cancela está em baixo, e o outro semáforo está vermelho (em ambos os casos, saídas inactivas) Notar como, em cada estado, apenas se indicam as saídas activas Notar como, em cada estado, apenas se indicam as saídas activas

20 Prof. Carlos Sêrro Dezembro de 2005Sistemas Digitais20 Exemplo Vejamos o fluxograma completo Vejamos o fluxograma completo

21 Prof. Carlos Sêrro Dezembro de 2005Sistemas Digitais21 Exemplo

22 Prof. Carlos Sêrro Dezembro de 2005Sistemas Digitais22 Exemplo No estado E1 espera-se que a viatura pise D2

23 Prof. Carlos Sêrro Dezembro de 2005Sistemas Digitais23 Exemplo No estado E2 a viatura já entrou na estrada de montanha, as cancelas estão fechadas e os semáforos estão vermelhos

24 Prof. Carlos Sêrro Dezembro de 2005Sistemas Digitais24 Exemplo Não se sai deste estado enquanto a viatura estiver no troço estreito Ou seja, enquanto não pisar D3

25 Prof. Carlos Sêrro Dezembro de 2005Sistemas Digitais25 Exemplo No estado E3 a viatura ainda está no troço de montanha mas já pisou o sensor D3 A cancela C2 abre Ficamos em E3 enquanto a viatura não pisar D4

26 Prof. Carlos Sêrro Dezembro de 2005Sistemas Digitais26 Exemplo No estado E4 espera-se que a viatura deixe de pisar D4 Enquanto estiver a pisar D4, não se passa ao estado seguinte

27 Prof. Carlos Sêrro Dezembro de 2005Sistemas Digitais27 Exemplo Entre o instante em que se entra em E4, com a viatura a começar a pisar D4, e o instante em que se sai de E4, quando deixa de pisar D4, decorrem alguns segundos São muitos ciclos de relógio São muitos ciclos de relógio

28 Prof. Carlos Sêrro Dezembro de 2005Sistemas Digitais28 Exemplo Ex: com um relógio de frequência 1 MHz (nem sequer é muito elevada), num segundo dão-se 10 6 voltas ao estado E4 1 µs para cada volta 1 µs para cada volta

29 Prof. Carlos Sêrro Dezembro de 2005Sistemas Digitais29 Exemplo Este fluxograma é de uma máquina de Moore As saídas dependem, em cada ciclo de relógio, apenas dos estados

30 Prof. Carlos Sêrro Dezembro de 2005Sistemas Digitais30 Exemplo Vejamos agora o fluxograma de Mealy para o mesmo problema, mas com uma Vejamos agora o fluxograma de Mealy para o mesmo problema, mas com uma pequena alteração no estado E1, o semáforo S1 fica activo (verde) apenas até o veículo abandonar o detector D1 logo que isso acontece, o sinal volta a vermelho para impedir que um segundo veículo siga o primeiro

31 Prof. Carlos Sêrro Dezembro de 2005Sistemas Digitais31 Exemplo Neste caso a saída S1 depende não só do estado E1 como da entrada D1 (saída de Mealy) Outro tanto se passa no estado E5 com a saída S2 e a entrada D5

32 Prof. Carlos Sêrro Dezembro de 2005Sistemas Digitais32 Exemplo Símbolo de uma saída de Mealy Símbolo de uma saída de Mealy

33 Prof. Carlos Sêrro Dezembro de 2005Sistemas Digitais33 Exemplo Contraste entre uma saída de Mealy e uma saída de Moore num fluxograma Contraste entre uma saída de Mealy e uma saída de Moore num fluxograma

34 Prof. Carlos Sêrro Dezembro de 2005Sistemas Digitais34 Exemplo Fluxograma de Mealy para a máquina que controlo os acessos ao troço de montanha Fluxograma de Mealy para a máquina que controlo os acessos ao troço de montanha


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