大學數位邏輯講義課程系列-D 型正反器狀態機設計

我們知道要設計一電路需要知道規格之定義，然後我們藉由構建狀態圖，現在假設我們已經構建好了以下狀態圖:

一般來說在 Mealy FSM 中，輸出依賴當前狀態 + 輸入值（輸出由「狀態 + 輸入」共同決定，輸出標示在轉移箭頭上)，所以我們先判斷它為 Mealy 型有限狀態機。

決定好後，我們畫出先狀態表，並首先針對 00 狀態填入表中:

按照同樣步驟繼續推演出完整狀態表:

構建完後就要開始推導正反器的輸入值了，我們透過 D 型正反器的激勵表，根據狀態的轉移過程去推導出輸入到底要呈現什麼訊號:

完成上一步驟後，接下來當然就是化簡卡諾圖啦:

首先針對次狀態邏輯:

輸入變數為:

輸出變數為:

化簡後結果:

再來針對輸出邏輯模組做卡諾圖並化簡:

輸入變數為:

輸出變數為:

化簡後結果:

最終我們就可以按照上面結果畫出有限狀態機的電路設計了!

不過我們就不畫出來了，不過只要細心作畫，原則上不會出現甚麼問題。

最後請讀者注意，明明是 Mealy 機，而我們卻發現了輸出Out並沒有由「狀態 + 輸入」共同決定，所以這題並不是 Mealy 機而是 Moore 機才對。下一章節我會教你如何一開始就直接正確判斷是哪一種。