CLASES DE ELECTRONICA DIGITAL

1. MÁQUINAS DE ESTADO
SÓLIDO
ELECTRÓNICA II- SEMANA 13

2. MÁQUINAS ESTADO SÓLIDO
Producto inteligente
Reconocimiento
de voz
Inteligencia
artificial
Realidad
virtual

3. LA MÁQUINA DE TURING
• La máquina de Turing es un concepto creado por el matemático británico Alan Turing en 1936 en la
revista “Proceedings of London Mathematical Society”. En sus orígenes era una máquina que
manipulaba símbolos sobre una cinta de acuerdo a una serie de reglas.
• La máquina de Turing presenta un modelo en el que se asientan todos los ordenadores actuales. Consta
de los siguientes elementos: Una es una cinta larga infinita dividida en casillas dónde se escriben
símbolos, por ejemplo, ceros y unos. Luego un cabezal que se mueve a través de esa cinta, y es capaz de
leer y escribir estos símbolos. Finalmente, un programa que le indica al cabezal que es lo que tiene que
hacer. Este programa puede estar escrito en la propia cinta. En los ordenadores actuales, la cinta es la
memoria y el cabezal el microprocesador. En teoría, y no demostrado, cualquier programa se puede
ejecutar en una máquina de Turing, y dichos programas pueden tardar más o menos en el tiempo en
ejecutarse.

4. DISEÑO DE CSS
• Introducción
• ●Biestables
• ●Máquinas de estados finitos y circuitos secuenciales síncronos (CSS)
• ●Análisis de CSS
• ●Diseño de CSS
• –Objetivos y procedimientos
• –Procedimiento de diseño manual
• –Procedimiento con herramientas de diseño

5. OBJETIVO
• –Definir una máquina de estados que resuelva un problema dado.
• –Implementar la máquina de estados mediante un circuito secuencial
síncrono.

6. PROCEDIMIENTO MANUAL

7. INTERPRETACIÓN
• Es la fase más importante del diseño
• ●Es la fase menos sistemática
• ●Procedimiento/consejos
• –Definir claramente entradas y salidas.
• –Elegir Mealy o Moore según características del problema (sincronización
de la salida)
• –Identificar y definir los estados adecuados de la forma más general
posible
• –Establecer las transiciones y salidas necesarias
• –Capturar todos los detalles del problema en la máquina de estados
• –Comprobar el diagrama con una secuencia de entrada típica

8. INTERPRETACIÓN
Ejemplo
• –Diseñe un circuito con una entrada x y una salida z que detecte la aparición de la secuencia "1001" en
la entrada. Cuando esto ocurre se activará la salida (z=1). El último "1" de una secuencia puede
considerarse también el primer "1" de una secuencia posterior (detector con solapamiento).

9. INTERPRETACIÓN

10. ASIGNACIÓN DE ESTADOS
• ●Objetivo:
• –Asignar valores binarios a los estados (codificación de estados) para su
almacenamiento en biestables.
• ●Elección:
• –Afecta al resultados final: número de componentes, tamaño, velocidad de
operación, consumo de energía.
• –Elección diferente según el objetivo (criterio de coste)
• ●Opciones
• –Algoritmos complejos
• –Asignación arbitraria
• –Un biestable por estado (códificación one-hot)

11. ASIGNACIÓN DE ESTADOS

12. ELECCIÓN DE BIESTABLES
• ●Objetivo
• –Seleccionar qué tipo de biestables almacenarán los bits del estado codificado.
• ●Opciones
• –JK: reduce el coste de la parte combinacional.
• –RS: más simple que el JK pero menos flexible.
• –D: facilita el diseño, reduce el número de conexiones.
• –T: más conveniente en aplicaciones específicas (contadores)

13. ELECCIÓN DE BIESTABLE. EJ: JK

14. DISEÑO DE LA PARTE COMBINACIONAL
• ●La tabla de excitación/salida es una
especificación de la parte combinacional.
• ●La implementación se realiza mediante
cualquiera de las técnicas de diseño de C.C.
• –Dos niveles de puertas
• –Subsistemas: multiplexores,
decodificadores, etc.
• –Etc.

15. PARTE COMBINACIONAL. EJEMPLO

16. CIRCUITO. EJEMPLO

17. EJEMPLO. RESUMEN