法国工程师数电练习题——有限状态机

1. 有限状态机

1.1 问题背景描述

        给定的有限状态机由其状态图表示,具有两个输入E1和E2以及一个输出S。状态机为下图。请为以下输入序列绘制这个Moore机的时序图:

        1) 在t=50纳秒时,E1E2=11
        2) 在t=150纳秒时,E1E2=00
        3) 在t=250纳秒时,E1E2=01
        4) 在t=350纳秒时,E1E2=00

        假设机器在t=0时刻初始化(状态A),即S=1(参见时序图)。输入被设置为0。输入数据被认为是同步的,触发器和组合逻辑中的传播时间被视为无限小。

1.2 解题步骤

        要绘制给定的有限状态机(FSM)的时序图,您需要遵循以下步骤:

1.2.1 步骤 1: 理解有限状态机的基本概念

        摩尔型状态机:在摩尔型状态机中,输出只依赖于当前状态,与输入无关。
        状态转换图:描述了状态机在不同输入下从一个状态到另一个状态的转换。每个状态都有一个或多个输出。

1.2.2 步骤 2: 分析给定的输入序列

        您需要跟踪状态机在以下输入序列下的行为:

        1. t=50ns时,E1E2=11

        2. t=150ns时,E1E2=00

        3. t=250ns时,E1E2=01

        4. t=350ns时,E1E2=00

1.2.3 步骤 3: 初始化状态机

        初始状态:A

        初始输出:S=1

        初始输入:E1E2=00(在t=0时)

1.2.4 步骤 4: 跟踪状态转换和输出

        对于每个给定的时间点和输入,确定状态机如何从其当前状态转换到下一个状态,以及这些转换如何影响输出。假设转换和输出的变化发生在指定的时间点。

1.2.5 步骤 5: 绘制时序图

        时序图应该包括:

        时间轴:标出所有给定的时间点以及状态转换的时间。

        输入E1和E2的波形:显示输入在不同时间点的值。

        输出S的波形:基于状态机的当前状态显示输出值。

        状态标记:在时间轴上标记状态机在每个时间点的状态。

1.2.6 示例(假设的简化步骤,具体取决于状态转换图)

        a. 在t=0至t=50ns:状态A,E1E2=00,输出S=1。

        b. 在t=50ns:输入变为11,根据状态转换图,假设转换到状态B,输出可能变化(根据状态B的定义)。

        c. 在t=150ns:输入变为00,再次根据状态转换图确定新状态和输出。

        d. 重复此过程,直到覆盖所有给定的时间点和输入序列。

        请注意,由于没有提供具体的状态转换图,以上步骤是一种通用方法,用于说明如何基于给定的输入序列和时间点绘制有限状态机的时序图。在实际操作中,您需要参考具体的状态转换图来确定每个输入如何影响状态转换和输出。

1.3 答案

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